高温合金 GH36 (GH2036) 锻棒与盘条百科解析

高温合金 GH36 (GH2036) 锻棒与盘条百科解析

一、 概述

GH36 (GH2036) 是一种经典的铁-镍-铬基沉淀硬化型变形高温合金。它在国内高温合金体系中占据重要地位，尤其以在中等温度下（600-750°C）具有优异的强度、良好的抗氧化性能和相对较好的热加工塑性而著称。

主要形态： 该合金常被加工成锻棒和盘条（盘圆） 等半成品形态供应。

锻棒 (Forged Bar)： 通常指经过锻造工艺生产的棒材，具有致密的组织、良好的综合力学性能和流线，是制造承受高应力部件（如涡轮盘、轴类件）的常用坯料。

盘条/盘圆 (Wire Rod/Coil)： 指热轧后卷绕成盘状的线材。GH36盘条主要用于后续拉拔成丝材（如焊丝、紧固件用丝），或直接用于制造某些特定要求的零件（如高温弹簧丝）。

核心应用领域： 主要用于制造航空发动机、燃气轮机中在中等温度下工作的关键承力部件，例如涡轮盘、压气机盘、鼓筒轴、紧固件、弹簧等。

二、 核心化学成分 (%)

GH36 合金的高温性能主要源于其精确平衡的化学成分。其主要元素构成如下（典型范围）：

基体元素：

铁 (Fe)： 作为基体的主要元素。

镍 (Ni)： 约 34-38%。稳定奥氏体基体，提供良好的高温强度和韧性，是高温合金的核心元素。

铬 (Cr)： 约 11.5-13.5%。主要提供抗氧化和抗腐蚀能力，尤其是在高温燃气环境中。

主要强化元素：

钼 (Mo)： 约 1.10-1.40%。通过固溶强化显著提高合金的高温强度和蠕变抗力。

钨 (W)： 约 1.50-2.00%。作用与钼类似，也是强力的固溶强化元素，共同提升高温性能。

钒 (V)： 约 1.25-1.55%。主要形成 MC型碳化物 (如VC)，起沉淀强化作用，同时细化晶粒。它是GH36合金的关键强化元素之一。

铝 (Al)： 约 0.20-0.60%。主要形成 γ'相 (Ni3Al)，提供沉淀强化，尤其在时效状态下显著提高强度。其含量控制对强度和塑性平衡至关重要。

碳化物形成元素与杂质控制：

碳 (C)： 约 0.34-0.40%。形成碳化物（如VC, M23C6），提供强化，但含量需精确控制，过高会损害塑性和焊接性。

锰 (Mn)： ≤ 0.35%。通常作为脱氧剂残留，过量可能影响热加工性。

硅 (Si)： ≤ 0.60%。脱氧剂，过量可能形成有害相。

磷 (P)： ≤ 0.025%。有害杂质，降低塑性和韧性。

硫 (S)： ≤ 0.020%。有害杂质，易形成低熔点硫化物，恶化热加工性和性能。

硼 (B)： 微量 (~0.01%)。主要偏聚于晶界，强化晶界，提高蠕变强度。

铜 (Cu)： ≤ 0.20%。通常视为杂质控制。

关键点： 成分的精确控制（特别是V, Al, C的含量及比例）对最终产品的组织、性能和热处理响应至关重要。采购时需关注供应商提供的熔炼炉号及对应的化学成分报告，确保符合国标（如GB/T 14992）或技术协议要求。

三、 主要规格参数

锻棒和盘条的规格参数是采购时明确需求的直接依据：

锻棒 (Forged Bar)：

直径 (Diameter)： 范围较广，常见规格从几十毫米（如Φ50mm, Φ80mm）到几百毫米（如Φ150mm, Φ250mm甚至更大）。具体取决于最终零件的尺寸和锻造工艺要求。

长度 (Length)： 通常按定尺或倍尺交货，长度范围从1米到几米不等。也可按协议要求。

形状： 主要为圆形截面（圆棒），也有方形、矩形等异型锻坯（较少见）。

交货状态 (Condition)： 最常见的是热轧/锻态 + 固溶处理状态（通常表示为“热轧/锻+固溶”）。固溶处理（如约1140°C保温后空冷或油冷）是为了获得均匀的过饱和固溶体，为后续成形和时效强化做准备。也可能以“黑皮态”（热加工后未处理）或“车光/磨光”状态交货。

表面状态 (Surface)： 可能是锻造表面（氧化皮）、车光（去除氧化皮，较光滑）、磨光（更高表面光洁度）。根据后续加工要求选择。

执行标准 (Standard)： 国内主要依据GB/T 14994《高温合金锻制圆饼、环件和棒坯》或特定技术协议（如航标HB/Z 140等）。标准中规定了尺寸公差、表面质量、高低倍组织、力学性能等要求。

盘条/盘圆 (Wire Rod/Coil)：

直径 (Diameter)： 通常范围在Φ5.5mm 到 Φ20mm 左右（常见如Φ5.5mm, Φ6.5mm, Φ8.0mm, Φ10mm, Φ12mm, Φ14mm等）。这是热轧盘条的典型尺寸范围。

盘重 (Coil Weight)： 根据直径和设备能力，从几百公斤到几吨不等。

交货状态 (Condition)： 通常是热轧态。后续需要用户进行固溶处理、拉拔、冷加工和最终时效处理。极少数可能要求以固溶处理态盘条交货。

表面状态 (Surface)： 热轧态表面带有氧化皮。部分要求高的场合可能要求剥皮（去除表层氧化皮和缺陷）。

执行标准 (Standard)： 主要依据GB/T 14994（棒坯部分可能涵盖）或更常见的GB/T 14992《高温合金热轧盘条》以及相关技术协议。标准同样规定尺寸公差、表面质量、化学成分、力学性能（盘条本身或试样）等。

四、 关键性能特性

高温强度高： 在650-750°C范围内具有优异的抗拉强度、屈服强度和持久强度。

良好的抗氧化性： 在750°C以下具有较好的抗氧化能力，满足发动机部件在燃气环境中的使用要求。

较好的热加工塑性： 相对于一些高合金化的镍基合金，GH36的热加工性能（锻造、轧制）相对较好，有利于生产大规格锻件和盘条。

良好的综合性能： 通过适当的热处理（固溶+时效），可以获得强度、塑性、韧性的良好配合。

可焊接性： 焊接性能尚可，但需采用特定工艺（如闪光焊、摩擦焊等），焊后通常需要热处理。

五、 主要应用部件（对应形态）

锻棒主要用途： 作为坯料，经锻造加工成航空发动机涡轮盘、压气机盘、鼓筒轴、封严环、承力环等关键转动/静止部件。

盘条主要用途： 作为坯料，经拉拔、轧制等加工成焊丝（用于焊接高温合金部件）、丝材（制造高温螺栓、螺钉、铆钉等紧固件）、弹簧丝（制造高温弹簧）。

六、 国内主要生产厂家（信息供参考，需实时核实）

GH36属于技术成熟但生产难度较高的关键材料，其锻棒和盘条主要由国内大型骨干特殊钢企业和具有军工/航空配套资质的专业厂家生产。采购时需特别关注供应商是否具备相关生产资质（如航空航天认证NADCAP， AS9100等）和成熟稳定的工艺。 潜在或历史上有生产能力的厂家类型包括：

大型特殊钢集团： 如东北特钢集团（抚顺特钢、大连特钢等）、宝武特冶（原宝钢特钢）、，拥有完整的冶炼（VIM+VAR/ESR）、锻造、轧制生产线和深厚的技术积累。

商虎有色金属有限公司： 一些专注于高温合金、精密合金的厂家也可能具备GH36盘条或中小规格锻棒的生产能力。

航空发动机集团下属材料厂： 中国航发集团体系内可能有专业配套的材料厂生产此类关键材料。

重要提示： 具体供应商名单和其当前供货能力、资质状态是动态变化的。采购员应通过行业渠道、专业平台（如中国特钢企业协会、材料采购平台）、或直接向上述大型企业集团咨询最新的生产信息和合格供应商名录。

七、 采购注意事项

明确需求： 清晰定义所需产品形态（锻棒/盘条）、牌号（GH36/GH2036）、规格（直径、长度/盘重）、状态（交货状态、表面要求）、技术标准（国标号、航标号或具体协议）、数量、交货期。

资质认证： 严格审核供应商资质，特别是涉及航空、军工应用的，必须要求供应商具备相应的质量体系认证（AS9100）和特殊工艺认证（如NADCAP热处理、无损检测等）。

质保要求： 要求供应商提供完整的质量证明文件，包括但不限于：熔炼炉号、化学成分报告（炉前/成品）、力学性能报告（高温/室温）、高低倍组织检验报告、无损检测报告（超声、磁粉等）、热处理曲线记录等。对于锻棒，通常要求逐件提供超声波探伤报告。

源头追溯： 确保材料具有完整的可追溯性（从熔炼炉号到最终产品批次）。

小批量试单： 对于新供应商或重要项目，建议进行小批量试单，并对材料进行严格的入厂复验（成分、性能、组织）。

关注一致性： GH36的性能对成分和工艺波动敏感，要求供应商保证不同批次间材料性能的稳定性。

价格与交期权衡： 高温合金生产周期长、成本高，需综合考虑价格、质量、交期和服务等因素。

总结

GH36 (GH2036) 高温合金锻棒和盘条是我国航空发动机等领域不可或缺的关键材料。其核心价值在于优良的650-750°C强度、抗氧化性及可加工性。采购人员需深入理解其成分（Fe-Ni-Cr基，强化元素V, Al, Mo, W, C）、规格（锻棒直径大、长度长；盘条直径小、成盘）、性能特性及应用场景（锻棒制盘轴件，盘条制丝材/紧固件/弹簧）。成功采购的关键在于选择具备严格资质认证（AS9100, NADCAP等）、稳定生产工艺和完善质保体系的大型特钢企业或专业供应商，并严格执行技术标准和验收流程，确保材料的可靠性和可追溯性。实时获取最新的合格供应商信息和生产动态至关重要。