上海宏玺合金材料有限公司

• 一、GH2132 概述

  
  

    GH2132是Fe-25Ni-15Cr基高温合金，加入钼、钛、铝、钒及微量硼综合强化。在650℃以下具有高的屈服强度和持久、蠕变强度，并且具有较好的加工塑性和满意的焊接性能。适合制造在650℃以下长期工作的航空发动机高温承力部件，如涡轮盘、压力机盘、转子叶片和紧固件等。该合金可以生产各种形状的变形产品，如盘件、锻件、板、棒、丝和环形件等。

    优质GH2132合金，是在GH2132合金基础上发展而来，只要是提高合金纯洁度，限制气体含量，控制低熔点元素含量，并调整热处理制度，从而使合金的热强性和长期使用性能提高。

1.1 GH2132 材料牌号  GH2132(GH132)

1.2 GH2132 相近牌号  A286,UNSS66286(美国),ZbNCT25(法 国),P.Q.A286(美国)

1.3 GH2132 材料的技术标准

    GJB 2611-1996 《航空用高温合金冷拉棒材规范》

    GJB 2612-1996 《焊接用高温合金冷拉丝材规范》

    GJB 3020-1997 《航空用高温合金环坯规范》

    GJB 3065-1998 《航空承力件用高温合金热轧和锻制棒材规范》

    GJB 3167-1998 《冷镦用高温合金冷拉丝材规范》

    GJB 3317-1998 《航空用高温合金热轧板规范》

    GJB 3782-1999 《航空用高温合金锻制圆饼规范》

    GB/T 14996-1994 《高温合金冷轧薄板》

    Q/3B4071-1993 《YZGH2132合金热轧棒材》

    Q/6S1032-1992 《高温紧固件用YZGH2132合金棒材》

1.4 GH2132 化学成分  GH2132合金化学成分见表1-1，优质GH2132合金化学成分见表1-2。                                                             

表1-1%

   注：1 冷拉棒、圆饼和环坯标准规定ω(Ti)1.80%～2.35%。

    2 热轧和冷轧板标准规定，ω(B)0.003%～0.010%，ω(Mn)≤2.00%，ω(P)≤0.020%，ω(S)≤0.015%。

    3 冷拉焊丝标准规定，ω(Al)≤0.35%，ω(Ti)1.75%～2.35%，ω(Si)0.40%～1.00%，ω(P)≤0.020%，ω(S)≤0.015%。

    4 冷镦用丝材标准规定，ω(Ti)1.75%～2.35%，ω(Si)0.40%～1.00%，ω(P)≤0.025%，ω(S)≤0.020%。

    5 热轧和锻制棒材标准规定ω(Cu)≤0.25%。

表1-2%

    注：微量元素Se、Te、Tl在确定分析方法前，报实测数据，不作为验收依据。

1.5 GH2132 热处理制度 材料标准规定的GH2132热处   理制度见表1-3；优质GH2132热处理制度为900℃±10℃，1～2h,油冷＋750℃±10℃，16h，空冷。

表1-3

    注:冷拉棒和冷拉丝标准规定，性能检验不合格时，可以不大于760℃时效16h，合格后交货。

1.6 GH2132 品种规格和供应状态 可以供应各种规格的棒材、板材、丝材、盘件和环件。棒材、圆饼和环坯不经热处理交货；热轧板和冷轧板固溶和酸洗后交货；冷拉棒材于固溶＋酸洗状态交货；冷镦丝可于固溶＋酸洗盘状、或固溶＋酸洗直条状、或固溶直条状磨光和冷拉等几种状态交货；冷拉焊丝于冷拉状态、或固溶＋酸洗、或半硬状态交货。

1.7 GH2132熔炼和铸造工艺 GH2132合金可采用非真空感应＋电渣，电弧炉＋电渣和电弧炉＋真空电弧以及真空感应＋真空电弧等工艺熔炼。优质GH2132合金可采用真空感应＋真空电弧工艺熔炼。

1.8 GH2132 应用概况与特殊要求 在航空上主要用于在650℃以下工作的发动机压气机盘、涡轮盘、承力环、机匣、轴类、紧固件和板材焊接承力件等。在国内该合金已在航空上获得较为广泛的应用。优质GH2132合金用作航空发动机压气机叶片及高温紧固件等。

二、GH2132 物理及化学性能

2.1 GH2132 热性能

2.1.1 GH2132 熔化温度范围  1364-1424℃[1]。

2.1.2 GH2132 热导率  见表2-1。

表2-1[1]

2.1.3 GH2132线膨胀系数 GH2132线膨胀系数见表2-2；优质GH2132线膨胀系数见表2-3

表2-2[1]

表2-3[2]

2.2 GH2132密度  GH2132:ρ=7.93g/cm3[1]；优质GH2132:ρ=7.99g/cm3[2]。

2.3 GH2132电性能  电阻率见表2-4

2.4 GH2132磁性能  

2.5 GH2132化学性能

2.5.1 GH2132抗氧化性能 合金在空气介质中试验100～300h后的氧化速率见表 2-5。

表2-4[1]

表2-5[1]

三、GH2132力学性能

技术标准规定的性能  GH2132合金见表3-1；优质GH2132合金见表3-2

表3-1

① 冷拉棒和冷镦用丝材，固溶状态硬度不大于HBS202(HV194)。

② 板材的高温拉伸和持久试验只作一个温度，如合同中未注明时按650℃进行试验。

③ 如需方要求，可按括号内指标进行检验。

四、GH2132组织结构

4.1 相变温度

4.2 时间-温度-组织转变曲线 GH2132合金中η-Ni3Ti相的析出动力学曲线见图4-1。

4.3 合金组织结构 GH2132合金在标准热处理状态下，在γ基体上有球状均匀弥散分布的Ni3（Ti，Al）型γ′相以及TiN,TiC，晶界有微量M3B2，晶界附近可能有少量η相和L相。合金硅、硫含量较高时，会有G相、Y相在晶界析出。长期时效或使用后是否有σ相析出，与合金成分有关。近年来采用相分析

计算方法提出了如下简化公式：

ΔNv′=Ni－3Ti－3.5Al－1.7Si－0.9Cr－4.7[1] 

注：元素符号表示该元素在合金中的重量百分比。当ΔNV′>0

时，无σ相析出。

γ′相的溶解温度为830～850℃，开始析出温度在650℃左右，700～730℃析出最多。标准热处理后γ′相数量约为合金重量的2%～3%，直径约10～20nm，其化学组成近似(Ni0.93Fe0.04Cr0.03)2.73(Ti0.83Al0.17)。550～650℃长期时效后，γ′相数量稍微增加，尺寸略微长大。当合金中ω(Al)>0.4%时，就有可能出现胞状γ′相。

TiC,TiN的数量约占合金重量的0.25%，基本上不参与合金热处理过程的组织转变。TiC在1180℃以上才开始溶解，TiN则更不易溶解。

η相形成的温度区间约在700～900℃之间，析出温度与合金Ti含量相关。

M3B2相在1040～1080℃固溶时已大量溶解，至1180～1210℃可完全溶解，M3B2在650℃时效已有析出。

L相在950～990℃之间股溶蚀溶解，析出峰在850℃左右。G相在982℃以上开始溶解，至1120℃可完全溶解，析出峰在850℃左右。σ相析出温度在650～900℃之间，析出峰在750～850℃左右。G、σ和η相的出现对合金性能起损害作用。

五、GH2132工艺性能与要求

5.1 成型性能

5.1.1 GH2132合金的工艺塑性图见图5-1，再结晶图见图5-2。

5.1.2 合金锻造开坯加热温度1080～1140℃，终锻温度高于900℃。水压机开坯时加热温度1110℃，停压温度高于950℃；模锻开压温度为1100℃，停压温度高于930℃。环件轧制加热温度1130～1150℃，终轧温度高于900℃。棒材及型材轧制温度1080～1140℃，终轧温度高于900℃。

5.2 焊接性能 合金具有满意的焊接性能，可用氩弧焊、点焊、缝焊紧进行焊接。合金于固溶状态进行焊接，焊后进行时效处理。

5.2.1 手工和自动钨极对接氩弧焊规范见表5-1。推荐采用HGH113焊丝和较小的焊接能量输入。

5.2.2 自动钨极脉冲氩弧焊对焊规范见表5-2。

5.2.3 缝焊规范见表5-3。

5.2.4 焊后进行时效处理的氩弧焊对接接头的强度系数大于90%。

表5-1[8]

表5-2[8]

表5-3[8]

5.3 零件热处理工艺 固溶温度980～1000℃，根据零件截面厚度温度保温不同时间后进行空冷、油冷或水冷后，再在700～720℃时效12～16h后空冷。优质GH2132合金制零件的热处理工艺为：固溶900℃±10℃，1～2h，油冷＋时效750℃±10℃，16h，空冷。

5.4 表面处理工艺 在高温下工作的零件可采用W-2珐琅涂层涂层进行有效的保护。