GH3007高温合金百科解析

GH3007高温合金百科解析

GH3007（也称为GH37，其类似牌号在国外常被称为ЭИ617）是一种经典的镍铬钴钼基沉淀硬化型变形高温合金。它自上世纪中叶被研发出来以来，因其在高温下优异的综合性能，在我国航空、航天以及能源工业中占据了重要地位，至今仍在许多关键领域发挥着不可替代的作用。

一、 概述与背景

GH3007属于我国高温合金牌号体系中的“GH”系列，意为“变形高温合金”。它通过在镍铬固溶强化的基体中，添加铝、钛等元素形成γ'相进行沉淀强化，同时借助钨、钼、钴等元素实现固溶强化，从而获得卓越的高温强度、良好的抗疲劳和抗蠕变性能，以及令人满意的抗氧化和耐腐蚀能力。其长期工作温度可达850~950℃，短时使用温度可达1000℃以上。

二、 主要化学成分

GH3007的化学成分是其性能的基础。其主要元素构成如下（以下为大致范围，具体执行标准可能有细微差别）：

镍：作为基体元素，提供了稳定的面心立方奥氏体结构，是合金具有良好高温强度和耐腐蚀性的基础。

铬：主要提供抗氧化和抗热腐蚀能力。在高温下，铬能在合金表面形成一层致密的Cr₂O₃氧化膜，有效阻止内部金属被进一步氧化。

钴、钨、钼：这些都是重要的固溶强化元素。它们溶解在镍基体中，能显著提高原子间的结合力，阻碍位错运动，从而增强合金的高温强度和抗蠕变能力。

铝、钛：是关键的形成γ'强化相的元素。γ'相是Ni₃(Al, Ti)金属间化合物，它在基体中弥散分布，能有效地阻碍位错在高温下的运动，是合金在高温下保持高强度的最主要原因。

碳：与合金中添加的微量元素形成碳化物，起到一定的强化晶界作用。

硼、铈：作为微量元素添加，主要用于净化晶界、改善晶界强度，显著提高合金的持久和蠕变性能。

三、 核心性能特点

优异的高温强度与抗蠕变性：这是GH3007最核心的优势。在750℃至950℃的温度区间内，它能长时间承受高应力而不发生显著的蠕变变形，非常适合制造高温环境下工作的转动件和紧固件。

出色的抗氧化性能：得益于较高的铬含量和稳定的氧化膜，该合金在高达1000℃的静态空气中仍能保持良好的抗氧化能力，避免了因表面氧化剥落导致的部件失效。

良好的疲劳性能：无论是高周疲劳还是低周疲劳，GH3007都表现出较好的抵抗能力，这对于承受交变载荷的涡轮叶片等部件至关重要。

较好的组织稳定性：在长期高温时效后，合金中的γ'相不易过分长大或转化为其他有害相，能保持性能的稳定，保证了部件的长寿命和可靠性。

可加工性与焊接性：作为一种变形高温合金，GH3007可以通过热轧、热锻等热加工方式成型。它具有一定的焊接性，通常采用氩弧焊等方法，但焊后一般需要进行热处理以恢复性能。

四、 主要应用领域

基于其卓越的性能，GH3007被广泛应用于制造各类高温受力部件：

航空航天领域：是其传统和最主要的应用阵地。用于制造航空发动机的涡轮叶片、导向叶片、涡轮盘、燃烧室部件以及高温紧固件等。

能源工业领域：用于制造燃气轮机的涡轮叶片和盘件，是发电和舰船动力的关键材料。

其他工业领域：偶尔也用于需要承受极高温度和应力的工业炉部件、热处理夹具以及核工业中的某些特定装置。

五、 热处理与加工要点

GH3007的性能极大程度上依赖于最终的热处理制度，通常采用固溶处理 + 时效处理的工艺。

固溶处理：将合金加热到1100℃以上（如1180℃），使强化相充分溶解到基体中，然后快速冷却（通常为油冷或空冷），得到过饱和的单一奥氏体组织，为后续时效析出做准备。

时效处理：在较低的温度下（如800℃左右）长时间保温，使γ'强化相以细小、弥散的形式从过饱和固溶体中析出，从而达到峰值强度。

加工方面，该合金的热塑性尚可，但变形抗力大，需要在较高的温度下进行热加工（锻造、轧制等）。冷加工非常困难，且会迅速硬化。

六、 总结

GH3007是我国高温合金发展史上的一座里程碑。它代表了早期沉淀强化型镍基高温合金的最高水平之一，以其出色的高温强度、卓越的抗氧化性和良好的疲劳性能，在超过半个世纪的时间里，为我国的航空发动机和燃气轮机事业立下了汗马功劳。尽管近年来出现了许多性能更高的新一代粉末冶金或单晶高温合金，但GH3007因其技术成熟、工艺稳定、可靠性高，在许多非极端工况下仍然是性价比极高的选择，其重要地位在可预见的未来仍将持续。

一、 镍基高温合金

这是其产品系列中最核心的部分，种类最全，应用最广。

GH系列（国标牌号）:

GH3030 (GH30): 固溶强化型，800℃以下有良好的抗氧化和热强度，用于燃烧室部件。

GH3039 (GH39): 固溶强化型，用于900℃以下的燃烧室、加力燃烧室等。

GH3044 (GH44): 固溶强化型，抗氧化性好，用于950℃以下的燃烧室和涡轮部件。

GH3128 (GH128): 固溶强化型，具有高的塑性和良好的冲压、焊接性能，用于950℃以下的火焰筒、壳体等。

GH3536 (哈氏合金B-2): 优异的耐盐酸、硫酸腐蚀和抗应力腐蚀开裂能力，用于化工环境。

GH3625 (Inconel 625): 强度高，耐氧化和腐蚀性能优异，应用极其广泛，从航空航天到海洋、化工。

GH4169 (Inconel 718): 王牌产品，沉淀强化型，在-253℃到700℃温度范围内具有良好的综合性能，广泛应用于航空发动机涡轮盘、压气机盘、叶片、机匣等关键部件。

GH4099 (Inconel 699): 高铬含量，具有优良的高温抗氧化和抗腐蚀性能。

GH4133 (GH33): 沉淀强化型，用于750℃以下的涡轮叶片、涡轮盘等。

GH4145 (Inconel X-750): 沉淀强化型，具有良好的耐腐蚀、抗氧化性能和高温强度，用于弹簧、密封环等。

GH4180 (GH80): 类似Nimonic 80A，用于燃气轮机叶片。

国外对应牌号:

Inconel 600, 601, 625, 718, X-750

Hastelloy B-2, B-3, C-22, C-276, X (虽然哈氏合金更侧重于耐蚀合金，但因其高镍含量和高温性能，也常被归入此类)

Nimonic 75, 80A

Alloy 20 (CN3MN, 20号合金): 优异的耐硫酸腐蚀性能。

二、 铁镍基高温合金

GH系列:

GH1015, GH1016: 固溶强化型，抗氧化性好，用于制造850℃以下的燃烧室和加热炉构件。

GH1131 (GH131): 固溶强化型，用于制造850~1000℃的燃烧室部件。

GH2036, GH2132 (A-286): 沉淀强化型，用于650℃~700℃的涡轮盘、紧固件等。

GH2135 (GH135)

GH2747: 具有极佳的高温抗氧化性，适用于高温炉辊、炉管等。

三、 钴基高温合金

国标牌号: GH5188 (GH188, 对应Haynes 188)

特点：在高达1100℃的温度下仍具有优异的强度和抗氧化性，耐热腐蚀和耐磨性好。用于燃气轮机喷嘴、导向叶片等。

四、 耐蚀合金

虽然不完全等同于高温合金，但因其成分和性能有重叠，商虎也大量经营。

Monel 400, K500 (蒙乃尔合金): 优异的耐海水和酸碱腐蚀能力。

Incoloy 800, 800H, 825, 925 (因科洛伊合金): 良好的综合耐腐蚀和力学性能。

哈氏合金系列 (如上所述)。

总结表格（部分常见牌号）

商虎/国标牌号 近似美标牌号 主要特点和应用

GH4169 Inconel 718 应用最广，700℃以下高强度，用于涡轮盘、叶片等。

GH3625 Inconel 625 高强度，耐腐蚀抗氧化，应用广泛。

GH4145 Inconel X-750 高温弹簧、密封环、紧固件。

GH3536 Hastelloy B-2 耐盐酸、硫酸腐蚀。

GH2132 A-286, S66286 铁镍基，650℃~700℃的涡轮盘、紧固件。

GH5188 Haynes 188 钴基，1100℃下抗氧化，用于导向叶片、喷嘴。

Alloy C-276 Hastelloy C-276 极佳的耐点蚀、缝隙腐蚀能力。

Alloy 20 Carpenter 20, CN3MN 优异的耐硫酸腐蚀，化工阀门、泵。

如何获取最准确的信息？

访问官方网站：搜索“上海商虎合金集团”或“上海商虎特种合金”，在其官网的“产品中心”通常可以找到最全的牌号列表和产品形态（棒、板、管、丝等）。

直接联系：由于其库存和代理关系可能动态变化，最可靠的方式是直接联系其销售或技术部门，告知您的具体需求（如牌号、规格、标准、用途），他们会提供最准确的现货或订货信息。

希望这份详细的列表能帮助到您！