时效硬化铁基合金GH2136百科解析

时效硬化铁基合金GH2136百科解析

GH2136是一种经典的Fe-Ni-Cr基沉淀硬化型高温合金，在中国高温合金牌号体系中，它以“GH”开头，代表“高温合金”。其在国际上的类似牌号包括美国的A-286和英国的S66286。这款合金自上世纪中叶问世以来，因其优异的综合性能和在高温下的高性价比，至今仍在航空航天、能源化工等领域发挥着不可替代的作用。

一、 核心定义与背景

GH2136本质上是一种铁基（Fe基）合金，但其镍（Ni）和铬（Cr）的含量很高，使其基体为稳定的奥氏体结构，从而兼具了铁基合金的经济性和类似镍基合金的良好高温性能。其强化机制主要通过“时效硬化”（又称沉淀硬化）实现。

时效硬化原理：合金在经过高温固溶处理后快速冷却（淬火），得到过饱和的固溶体，此时材质相对较软，易于加工。随后在中等温度（通常为700-760°C）下进行保温（时效处理），过饱和的合金元素（如钛、铝）会以极细小的金属间化合物（如γ‘相-Ni₃(Ti, Al)）的形式均匀弥散地析出。这些细小的析出相能有效地阻碍位错运动，从而使合金的强度和硬度获得显著提升。

二、 化学成分与组织特性

GH2136的化学成分经过精心设计，每种元素都扮演着关键角色：

基体元素：铁（Fe） 作为基础，保证了材料的成本优势。镍（Ni） 约25%，用于稳定奥氏体基体，提供良好的韧性和抗腐蚀性。铬（Cr） 约15%，主要贡献高温抗氧化性和耐腐蚀能力。

强化元素：钛（Ti） 和铝（Al） 是形成主要强化相γ‘-Ni₃(Ti, Al)的关键元素，它们的含量直接决定了合金的峰值硬度与强度。

辅助强化元素：钼（Mo） 能起到固溶强化的作用，进一步提高合金的强度和抗蠕变性能。

微量控制元素：硼（B） 和钒（V） 的含量虽然极微，但作用重要。它们通常偏聚于晶界，能强化晶界，延缓裂纹扩展，提升合金的持久寿命和塑性。碳（C） 含量需严格控制，过高会形成有害的碳化物，影响性能。

其微观组织主要由γ奥氏体基体、γ‘沉淀强化相以及少量的碳化物、硼化物等组成。

、 核心性能特点

优异的高温强度：在650°C及以下温度区间，GH2136具有极高的屈服强度和抗拉强度，其强度水平远优于普通不锈钢和耐热钢。这是其能够作为关键承力件的基础。

良好的抗蠕变和持久性能：在高温长期应力作用下，其抵抗缓慢塑性变形（蠕变）和断裂（持久）的能力出色，能满足发动机和涡轮设备的长时工作要求。

出色的抗氧化性：高铬含量使其在高温下能形成致密的Cr₂O₃氧化膜，有效阻止内部材料被进一步氧化，最高可在800°C环境下使用。

较好的塑性和韧性：相较于某些铸造高温合金，GH2136在时效硬化后仍保有较好的延展性和冲击韧性，这对零件的安全性和可靠性至关重要。

良好的成形性和焊接性：在固溶处理状态下，材料较软，可以进行冷、热加工成形。它也具有不错的焊接性能，可采用多种焊接方法进行连接。

四、 主要应用领域

凭借上述性能，GH2136被广泛应用于制造工作温度在650°C以下的航空发动机和工业燃气轮机的关键热端部件，以及各类要求高强度的耐热部件：

航空航天：航空发动机的涡轮盘、压气机盘、承力环、紧固件（螺栓、螺母）、叶片、轴类等。

能源化工：燃气轮机的涡轮盘和叶片、烟气轮机叶片、核能设备中的高强度紧固件、高压容器盖、螺栓等。

汽车工业：高性能发动机的废气涡轮增压器涡轮盘和叶片。

通用制造：用于制造需要在高应力、中等高温环境下工作的模具、夹具和结构件。

五、 热处理工艺

GH2136的性能极大程度依赖于正确的热处理，其主要流程包括：

固溶处理：将合金加热到980°C左右，保温一段时间，使所有强化相溶解到基体中，然后快速冷却（通常为油冷或水冷），得到均匀的过饱和固溶体。

时效处理：将固溶处理后的材料在720°C左右进行长达16小时的保温，随后空冷。此过程使γ‘相等强化相充分、均匀地析出，达到峰值强度。

总结

GH2136合金是材料科学中的一个成功典范，它巧妙地通过铁、镍、铬的基体设计和钛、铝的时效沉淀，实现了高性能与相对低成本的完美平衡。尽管如今出现了许多性能更高的镍基超合金，但GH2136在其适用的温度范围内（尤其是650°C以下）依然保持着强大的竞争力，是航空航天、能源动力等领域不可或缺的关键结构材料。它代表了经典时效硬化铁基合金的最高水平之一。

以下是您在上海商虎平台上极有可能找到的、按功能分类的主流镍基合金牌号：

一、耐腐蚀合金（Corrosion-Resistant Alloys）

这类合金主要用于化工、石油、海洋等苛刻的腐蚀环境。

Hastelloy 系列（哈氏合金）:

Hastelloy C-276 (UNS N10276): 最著名的耐蚀合金之一，抗点蚀、缝隙腐蚀，耐氯化物能力强。

Hastelloy C-22 (UNS N06022): 比C-276具有更优异的耐点蚀和应力腐蚀开裂性能。

Hastelloy B-2 (UNS N10665): 专抗还原性介质（如盐酸、硫酸）腐蚀。

Hastelloy X (UNS N06002): 兼具良好的耐腐蚀和优异的高温强度。

Inconel 系列:

Inconel 625 (UNS N06625): 强度高，耐氧化和多种腐蚀介质，应用非常广泛。

Inconel 600 (UNS N06600): 耐高温氧化、耐碱液腐蚀。

Monel 系列（蒙乃尔合金）:

Monel 400 (UNS N04400): 耐海水、稀硫酸、氢氟酸和碱液腐蚀，强度高。

Monel K-500 (UNS N05500): 在400基础上加入了铝和钛，具有更高的强度。

其他常用牌号:

Incoloy 825 (UNS N08825): 耐应力腐蚀开裂，尤其适用于硫酸和磷酸环境。

Alloy 20 (Carpenter 20) (UNS N08020): 耐硫酸、硝酸及其混合酸。

二、高温合金/耐热合金（High-Temperature Alloys）

这类合金在高温下仍能保持较高的强度、抗蠕变和抗氧化能力，用于航空发动机、燃气轮机等。

Inconel 系列:

Inconel 718 (UNS N07718): 应用最广泛的高温合金之一，高温强度极高，易于加工。

Inconel 600, 601, 625, 690, X-750 等也都具有良好的高温性能。

Nimonic 系列:

Nimonic 80A, Nimonic 90 等，常用于涡轮叶片等高温部件。

Haynes 系列:

Haynes 230 (UNS N06230): 具有极佳的抗氧化能力和高温强度。

国产及国际通用牌号:

GH系列： 这是中国国标的高温合金牌号，例如 GH3030, GH3039, GH3044, GH3128, GH4169（对应Inconel 718）等，在上海商虎上也非常常见。

三、精密合金/特种功能合金

Ni201 / Ni200 (UNS N02201 / N02200): 工业纯镍，耐腐蚀，导磁性佳。

Alloy 42 (Invar 42) (UNS K94100): 低膨胀合金，用于电子元器件。

Inconel 600, 625 等也常被用于核工业领域。

给您的实用建议：

如何在商虎上搜索：

不要只搜索“上海商虎 镍基合金”，这样效率低。

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可以使用 “镍基合金” 作为大类关键词进行浏览，然后通过筛选条件（如产地、形状、供应商等级等）来缩小范围。

筛选可靠供应商：

查看供应商资质： 优先选择有 “企业认证”、“实力商家” 标识的供应商。

查看经营模式： 区分是生产厂家（有自有工厂）还是贸易公司。生产厂家在价格和货期上可能更有优势。

查看历史和评价： 参考其他买家的评价和交易记录。

直接沟通： 一定要通过电话与供应商直接沟通，确认产品的 “材质证明（MTC）”、产地、规格、库存 及 价格条款 等关键信息。

总结：

上海商虎平台上的镍基合金牌号非常齐全，几乎涵盖了所有国内外主流牌号。您的核心任务不是在找“有哪些”，而是如何在这个海量市场中，找到能够提供正品、优质、价格合理且服务可靠的供应商。

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