GH1140

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1、概述

GH1140 是一種固溶強化的鐵鎳基高溫合金,除含大量鉻外,並用少量鎢、鉬、鋁和鈦等元素複合強化固溶體。合金具有中等的熱強性、高的塑性、良好的熱疲勞、組織穩定性和焊接工藝性能。適宜於製造工作溫度850℃以下的航空發動機和燃氣輪機燃燒室的板材結構件和其他高溫部件。可以供應板、棒、管、絲、帶材及鍛件等各種變形產品。

1.1、材料牌號

GH1140(GH140,CR-2)

1.2、相近牌號1.3、材料的技術標準

GJB 1952-1994《航空用高溫合金冷軋薄板規範》
GJB 2297-1995《航空用高溫合金冷拔(軋)無縫管規範》
GJB 2612-1996《航空用高溫合金冷拉絲材規範》
GJB 3020-1997《航空用高溫合金環坯規範》
GJB 3317-1998《航空用高溫合金熱軋板規範》
GJB 3318-1998《航空用高溫合金冷軋帶材規範》
GJB 3165-1998《航空承力件用高溫合金熱軋和鍛制棒材規範》
GJB 3167-1998《冷鐓用高溫合金冷拉絲材規範》
GB/T 15062-1994 《一般用高溫合金管》

1.4、化學成分

表1-1

C Cr Ni W Mo Al Ti Fe
0.06~0.12 20.0~23.0 35.0~40.0 1.40~1.80 2.00~2.50 0.20~0.60 0.70~1.20 餘量
Ce Mn Si P S
≤0.05 ≤0.70 ≤0.80 ≤0.025 ≤0.015
註:用電弧爐熔煉時ω(Al+Ti)就不大於1.55%,採用電弧爐+電渣熔煉時ω(Al+Ti)就不大於1.75%。
1.5、熱處理制度

固溶處理:熱軋板、冷軋薄板和帶材1050~1090℃,空冷;絲材和管材1050~1080℃,空冷或水冷;棒材和環坯1080℃±10℃,空冷。

1.6、品種規格與供應狀態

可供應各種規格的熱軋板、冷軋板、帶材、棒材、絲材、管材、鍛件和環形件。板、管、絲、帶經固溶處理和酸洗後供應。棒材和環形件於熱軋或鍛造狀態供應。鍛件於鍛造狀態或經固溶處理後供應。

1.7、熔煉與鑄造工藝

電弧爐熔煉或電弧爐+電渣重熔。

1.8、套用概況與特殊要求

已用於製造多種航空發動機的燃燒室火焰筒、加力擴散器、整流支板、穩定器、輸油圈、加力可調噴口殼體、管接頭、襯套以及飛機機尾罩蒙皮等零部件,投入成批生產使用。在550~800℃溫度範圍內長期使用後稍有硬化現象,使室溫塑性下降。在1000℃以上的高溫抗氧化性比同類用途的鎳基合金稍差。

2、物理及化學性能

2.1、熱性能2.2、密度

ρ=8.09g/cm3

2.3、電性能

室溫電阻率ρ=1.07*10-6Ω.m

2.4、磁性能

合金無磁性。

2.5、化學性能

2.5.1、抗氧化性能
2.5.1.1、合金在空氣介質中試驗100h的氧化速率見表2-1。

θ/℃ 700 800 900 1000 1100
氧化速率/(g/(m2.h)) 0.014 0.028 0.139 0.270 0.523
2.5.1.2、合金在700℃以上長期工作時產生沿晶界氧化。在700℃~1200℃暴露100h後的最大晶界氧化深度。在700~900℃長期暴露1000h內的最大晶界氧化深度。
2.5.1.3、該合金製造的火焰筒在高於900℃長期工作時,可能產生氧化剝落;氧化剝落的速度為0.016mm/100h。火焰筒中間段,長期工作後的氧化剝落深度
表2-2
合金 氧化剝落深度/mm 氧化剝落深度/mm
200h 800h
GH1140 0.032 0.127
GH3039 0.115
2.5.1.4、合金在高溫下長期工作時可採用65、66-4、W-2和W69-1琺瑯塗層進行有效的保護,也可採用固體滲鋁和真空噴鍍鋁塗層。合金基體和採用塗層後的抗氧化性對比見表2-3。
材料牌號 100h氧化速率/(g/(m2.h)) 100h氧化速率/(g/(m2.h)) 100h沿晶氧化深度/μm 100h沿晶氧化深度/μm
900℃ 1000℃ 900℃ 1000℃
GH1140 0.162 0.236 10~20 26~30
GH1140+65塗層 0.055 0.081 11~15 30
GH1140+66-4塗層 0.047 0.071 11~15 30
材料牌號 100h氧化速率/(g/(m2.h)) 100h氧化速率/(g/(m2.h)) 100h沿晶氧化深度/μm 100h沿晶氧化深度/μm
900℃ 1000℃ 900℃ 1000℃
GH1140+W2塗層 --- 0.076 --- ---
GH1140+固體滲鋁 --- 0.030 --- ---
GH1140+真空噴鍍鋁 --- 0.027 --- ---
2.5.2、耐腐蝕性能 國產航空煤油無論有無CS2添加劑,對GH1140合金均無腐蝕作用,而對鎳基合金,必須有添加劑才能防止腐蝕。若用國外航空煤油,有時也發現在嚴重的坑關腐蝕。

3、工藝性能與要求

3.1、熱成型工藝

3.1.1、鍛造時裝爐溫度≤700℃,加熱溫度1160℃±20℃,終端溫度不低於900℃。
3.1.2、板坯熱軋加熱溫度 1160℃±20℃,軋制溫度1180~950℃,進最後一個孔型時溫度最好控制在950~1000℃範圍內。
3.1.3、熱軋板荒軋加熱溫度1120℃,荒軋溫度1120~850℃,熱軋板一火軋成,總變形量要大於50%。
3.1.4、冷軋板軋壓下量為30%~40%,成品板平整變形量不得大於3%。

3.2 、冷成型性能

3.2.1、板材的狀態具有良好的塑性,成形工序在室溫下進行。當以多次成形工藝製造零件時,每次冷成型後均進行中間,熱處理。成型前零件表面塗以硝基清漆。

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