高温合金GH1140轧板（厚度≥1.0mm）百科解析

高温合金GH1140轧板（厚度≥1.0mm）百科解析

简介
GH1140（对应旧牌号GH140）是一种以铁-镍-铬为基体的固溶强化型高温合金。其核心优势在于850℃以下具有优异的高温强度、良好的抗氧化性、出色的冷热加工成型性及焊接性能，同时成本相对较低，是制造高温承力部件的关键材料。厚度≥1.0mm的轧板是其重要产品形式，广泛应用于航空航天、能源及化工领域的高温环境。

核心化学成分（关键元素范围）
GH1140的成分设计围绕高温强度、抗氧化性与工艺性能展开：

铬 (Cr)：20.0 - 23.0% - 抗氧化、抗腐蚀能力的基石，形成致密Cr₂O₃保护膜。

镍 (Ni)：35.0 - 40.0% - 稳定奥氏体基体，保障高温强度与塑性。

钨 (W)：1.40 - 1.80% / 钼 (Mo)：1.80 - 2.20% - 主要固溶强化元素，显著提升高温蠕变与持久强度。

铝 (Al)：0.20 - 0.60% / 钛 (Ti)：0.70 - 1.10% - 形成少量γ'相辅助强化，并改善抗氧化性。

碳 (C)：≤0.08% - 控制晶界碳化物析出，过量会损害韧性。

铁 (Fe)：余量 - 作为基础元素降低成本。

微量控制元素：严格限制有害杂质（如硫S、磷P、铅Pb、铋Bi等），并添加适量铈Ce等稀土元素（通常0.01-0.05%）细化晶粒，净化晶界。

核心性能特点

卓越高温强度与抗蠕变性：在750-850℃区间，其抗拉强度、持久强度及蠕变极限远超普通不锈钢，是高温承力结构（如燃烧室）的理想选择。

优异抗氧化性：在900℃以下空气环境中能长期稳定工作，表面形成保护性氧化层，有效抵抗高温氧化剥落。

良好冷热加工成型性：固溶强化特性赋予其优秀的塑性。热轧开坯性能良好，厚度≥1.0mm的冷轧板可进行冲压、旋压、深拉等复杂成型。

焊接性能优良：可采用氩弧焊、点焊、缝焊等多种方法焊接，焊后接头强度高，工艺裂纹倾向低。

综合力学性能平衡：在常温和中温下兼具良好的强度、塑性和韧性。

轧制工艺与标准（厚度≥1.0mm）

冶炼与铸锭：采用真空感应炉熔炼，通常需经电渣重熔或真空自耗重熔以提升纯净度、致密度与组织均匀性。

热轧开坯：铸锭加热至高温（约1150-1200℃）进行多道次热轧，初步成形为板坯，此过程细化铸态组织。

冷轧精整：

热轧板坯经固溶处理（标准温度范围1080 - 1120℃，水冷或快速空冷）软化组织。

在室温或中温下进行多道次冷轧，精确控制压下量以获得目标厚度（≥1.0mm）及表面质量。

中间可能进行退火消除加工硬化。

最终热处理：冷轧成品必须进行固溶处理。典型工艺为1080 - 1120℃保温后快速冷却（水冷或强风冷），确保合金元素充分固溶，获得均匀单相奥氏体组织，达到最佳综合性能。

表面处理：轧板表面需酸洗去除氧化皮，并保证光洁度满足标准要求。

遵循的核心工艺标准

GB/T 14992 《高温合金和金属间化合物高温材料的分类和牌号》 - 定义牌号及基本要求。

GB/T 14995 《高温合金热轧板》 / GB/T 14996 《高温合金冷轧板》 - 专门规定热轧板和冷轧板的尺寸、外形、技术要求、试验方法、检验规则等，尤其适用于厚度≥1.0mm的产品。对化学成分、力学性能（室温/高温）、低倍/高倍组织（晶粒度）、表面质量、超声探伤等有明确要求。

ASTM B906 - 国际上广泛采用的铁镍铬基高温合金轧板标准。

AMS 5525 - 航空材料规范，对航空用GH1140薄板有具体要求。

其他相关标准：如GJB（国军标）、HB（航空工业标准）等针对特定应用领域有更细化的规定。

关键质量要求（采购关注点）

成分精确性：各元素含量必须严格控制在标准范围内，尤其强化元素（W、 Mo）及杂质元素。

力学性能达标：需满足标准规定的室温抗拉强度、屈服强度、延伸率，以及特定高温（如700℃、800℃）下的持久强度或蠕变性能要求。

组织均匀性：晶粒度通常要求≥4级（或按协议），组织应为均匀奥氏体，无明显δ相析出或大块碳化物。

表面与内部质量：表面光洁、无裂纹、折叠、夹杂等缺陷；内部需经无损检测（如超声），确保无影响使用的分层、缩孔残余等。

尺寸与公差：厚度（≥1.0mm）、宽度、长度及不平度等需符合产品标准规定。

典型应用领域

航空航天：发动机燃烧室火焰筒、加力燃烧室壳体、尾喷管调节片、导向叶片、机匣等高温部件。

能源工业：燃气轮机燃烧室部件、高温管道、热交换器。

化工与冶金：高温炉内构件、辐射管、炉辊、热处理工装夹具。

其他：需要高温强度和抗氧化性的工业设备结构件。

总结
GH1140高温合金轧板（厚度≥1.0mm）凭借其在850℃以下优异的综合性能（高温强度、抗氧化性、工艺性）和相对经济的成本，成为高温承力结构的关键材料。其生产严格遵循国家标准（GB/T 14995/14996等）及行业规范，核心在于精确的成分控制、优化的轧制工艺（热轧+冷轧）和最终的固溶热处理。采购时需重点关注成分符合性、力学性能（尤其高温）、组织状态（晶粒度）、表面及内部质量是否符合相关标准要求，以满足各类高温严苛工况下的使用需求。