上海励釜特种合金材料有限公司,GH3128

一、GH3128 概述

GH3128是以钨、钼固溶强化并用硼、铈、锆强化晶界的镍基合金，具有高的塑性，较高的持久蠕变强度以及良好的抗氧化性和冲压、焊接等性能。其综合性能优于GH3044和GH3536等同类镍基固溶合金。适合于制造在950℃下长期工作的航空发动机的燃烧室火焰筒、加力燃烧室壳体、调节片及其他高温零、部件，主要产品为冷轧薄板，也可供应热轧板、棒材、锻件、丝材和管材。

1.1 GH3128 材料牌号 GH3128(GH128，红星11号)

1.2 GH3128 相近牌号

1.3 GH3128 材料的技术标准

GJB 1952-1994 《航空用高温合金冷轧薄板规范》

GJB 2612-1996 《焊接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》

1.4 GH3128 化学成分见表1-1。

表1-1 %

不大于

≤0.05

19.0～22.0

余量

7.5～9.0

0.40～0.80

0.4～0.80

0.2

0.005

0.06

0.05

0.50

0.80

0.013

注：B、Ce、Zr按计算量加入。

1.5 GH3128 热处理制度交货状态固溶温度为1140～1180℃，空冷。高温性能经1200℃补充固溶处理后进行检验。

1.6 GH3128 品种规格和供应状态供应的冷轧薄板δ0.8～4.0mm、热轧板δ4～14mm、冷拉焊丝d0.3～10mm。冷轧板和热轧板于固溶和酸洗后供应；焊丝于冷拉、半硬或固溶和酸洗状态供应。

1.7 GH3128 熔炼和铸造工艺非真空或真空感应炉加电渣重熔。

1.8 GH3128 应用概况与特殊要求合金适用于制造在950℃以下工作的航空发动机燃烧室和加力燃烧室零部件，使用效果良好。

二、GH3128 物理及化学性能

2.1 GH3128 热性能

2.1.1 GH3128(GH128) 熔化温度范围 1340～1390℃[1]。

2.1.2 GH3128(GH128) 热导率见表2-1。

表2-1[2]

θ/℃	100	200	300	400	500	600	700	800	900	950
λ/（W/（m?℃））	11.30	12.56	14.24	15.49	16.75	18.42	19.68	21.35	23.02	23.86

2.1.3 GH3128 线膨胀系数见表2-2。

2.1.4 GH3128 热扩散率见表2-3。

表2-2[2]

θ/℃	18～100	18～200	18～300	18～400	18～500	18～600	18～700	18～800	18～900	18～1000
α/10-6℃-1	11.25	11.86	12.68	12.80	13.37	13.68	14.46	15.19	15.66	16.29

2.2 GH3128密度 ρ=8.81g/cm3[2]。

2.3 GH3128电性能电性阻率表2-4。

2.4 GH3128磁性能合金无磁性[3]。

表2-3[2]

θ/℃	25	100	200	300	400	500	600	700	800	900
Q/（10-6m2/S））	2.30	2.49	2.78	3.08	3.39	3.69	3.88	4.16	3.92	4.16

表2-4[2]

θ/℃	17	850	900	950	1000	1050	1100	1150
p/（10-6Ω.M））	1.37	1.42	1.39	1.40	1.39	1.38	1.38	1.39

2.5 GH3128化学性能

2.5.1 GH3128抗氧化性能合金在空气介质中试验100h后的氧化速率见表2-5。

表2-5[1]

θ/℃	900	1000	1100
氧化速率/（g/(m2?h））	0.055	0.236	0.269

2.5.2 耐腐蚀性能海洋性燃气腐蚀性能见表2-6。

表2-6[3]

试验制度	试样尺寸/mm	失重/(mg/cm2)	宏观检查
900℃，27h	1.5?15?30	2.2	表面完好

注：试验条件是空气与燃料之比为39：1，盐氛浓度为106?10-6，燃料为0号柴油。

三、GH3128力学性能

GH3128标准规定的性能见表3-1。

表3-1

品种	试样状态	θ/℃	拉伸性能		持久性能
			σb/MPa	δ5/%	σ/MPa	δ/mm	t/h	δ5/%
			不小于
热轧板	交货状态	20	735	40	-	-	-	-
	交货状态＋1200℃，空冷	950	175	40	-	-	-	-
冷轧薄板	交货状态	20	735	40	-	-	-	-
	交货状态＋1200℃，空冷	950	175	40	规范Ⅰ 54	>1.2 ≤1.2	≥23 ≥20	实测实测
					规范Ⅱ 39	≥1.5 <1.5～1.0 ≤1.0	≥100 ≥80 ≥70	实测实测实测

注：持久性能的初次检验按规范Ⅰ进行。按规范Ⅰ进行检验不合格时，允许按规范Ⅱ重新检验。

四、GH3128(GH128) 组织结构

4.1 GH3128相变温度
4.2 GH3128时间-温度-组织转变曲线 μ相的析出曲线见图4-1。

4.3 GH3128合金组织结构合金在固溶状态为单相奥氏体组织，含有少量细小均匀分布的TiN和M6C。在长期时效过程中析出M6C、μ、αw和M23C6相。μ相的析出温度范围是700～1050℃，最大析出量为3.49%。M23C6相在700～800℃时效后析出，析出量仅为0.14%。aw相是在900℃长期时效后发现的，200h达到析出高峰，其量为0.86%。断续延长时效时间，板出量下降。时效时间对析出量的影响见图4-2。

五、 GH3128（GH128）工艺性能与要求

5.1 GH3128成形性能

5.1.1 GH3128板材反复弯曲和冲压性能见表5-1。
5.1.2 GH3128加工工艺参数钢锭锻造时装炉温度不高于700℃，加热温度为1160℃?10℃，

终锻温度大于900℃；板坯轧制加热温度为1170℃?10℃，终轧温度大于900℃；薄板热轧加热温度为1140～1180℃，终轧温度大于800℃。冷轧总压下率为30%～50%。

表5-1[1]

熔炼工艺

试样厚度/mm

试样状态

反复弯曲次数

杯突深度/mm

极限深冲系数

感应加电渣

感应加真空电弧

1.5

1150℃，空冷

供应状态

11.5

12.9

2.0

---

5.2 GH3128焊接性能板材焊接性能良好，可采用氩弧焊、缝焊和点焊等方法焊接，均能得到满意的焊接接头质量，接头强度系数大于90%，该合金可与GH3044、GH3039、GH1140、GH3030和1Cr18Ni9Ti等板材焊接。

5.2.1 GH3128焊接工艺参数

5.2.1.1 GH3128手工氩弧焊对接工艺参数见表5-2。

表5-2[2]

厚度/mm	焊接电流/A	弧压/V	氩气流量/(L/min)	钨极直径/mm	填料	焊速/(m/min)
1.5	95～115	10	11	2	母材切条	0.33～0.37

5.2.1.2 GH3128缝焊工艺参数见表5-3。

表5-3[2]

厚度/mm	二次电压/V	焊接时间/s	休止时间/s	焊接电流/A	电极电压/N	焊速/(m/min)
1.5	4.25	0.28	0.24	9800	6375～7845	0.34

5.2.2 GH3128手工氩弧焊和缝焊接头的力学性能见表5-4。

表5-4[2]

焊接方法

熔炼工艺

焊接材料

θ/℃

拉伸性能

持久性能

σb/MPa

接头强度系数/%

σ/MPa

t/h

焊前

焊后

焊前

焊后

手工氩弧焊

感应加电渣

GH3128

800

950

419

196

392

186

142

141

感应加真空电弧

GH3128

800

900

950

755

387

240

177

107～229

缝焊

感应加电渣

GH3128＋GH3128

800

900

950

1000

412

255

196

142

402

250

206

142

100

148

193

149

140

142

108

GH3128＋GH3044

800

900

950

417

245

147

感应加真空电弧

GH3128＋GH3128

800

900

950

730

363

265

181

146

注：板厚δ1.5mm。

5.3 GH3128零件热处理工艺航空发动机加力燃烧室零部件的固溶处理温度为1200℃?10℃，空冷；燃烧室火焰筒零部件的固溶温度为1160℃?10℃，空冷；零件多次冲压成形时的中间处理温度为1100℃?20℃，保温时间根据零件厚度和装炉情况确定。

5.4 GH3128表面处理工艺在高温下工作的零件可采用W-2珐琅涂层进行有效的保护。

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