耐1300°C高溫鋼GH2747
GH2747高溫合金
1合金介紹
1.1 概述
GH2747是Fe-Ni-Cr基沉淀硬化型變形高溫合金，在固溶狀態(tài)下使用.長期工作溫度1100°C? 1250°C,短時使用溫度可達(dá)1300°C。合金具有較高的強(qiáng)度、較好的組織穩(wěn)定性，具有優(yōu)良的抗氧化和耐腐 蝕性能。合金的焊接性能良好，可采用各種工藝進(jìn)行焊接。主要產(chǎn)品有棒材、板材、管材、絲材和鍛件等。
1. 2 應(yīng)用概況及特性
合金已用于制作航空、航天發(fā)動機(jī)燃燒室及加力燃燒室內(nèi)高溫抗氧化等部件，也用于制作工業(yè)用各種爐輾、傳動裝置、熱電偶套管等耐熱部件。尤其適用于石化、核能、冶金等領(lǐng)域用高溫抗氧化裝置零部件。
合金的材料成本較同類型高溫合金低。合金在增加銘元素含量的基礎(chǔ)上，通過提高鋁元素的含量以 及添加微量稀土元素，至使合金在1000°C~1300°C的抗氧化性能得到極大改善。
1.3 材料牌號
GH2747（GH747）。
1.4 相近牌號
311747（俄）。
1.5 材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
GB/T 14992高溫合金和金屬間化合物高溫材料的分類和牌號
Q/GYB 511 GH2747合金熱軋和鍛制棒材
Q/GYB 512 GH2747合金冷拔（軋）無縫管
1. 6 熔煉工藝
采用真空感應(yīng)爐、或真空感應(yīng)爐+電渣重熔、或非真空感應(yīng)爐+電渣重熔熔煉工藝。
1.7 化學(xué)成分
摘自 GB/T 14992,見表 1-10
表1-1
1.9 品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)
摘自 Q/GYB 511 和 Q/GYB 512。
1. 9. 1 主要規(guī)格
D5mm?200mm熱軋和鍛制棒材,D1mm?100mm無縫管材。
1.1 概述
GH2747是Fe-Ni-Cr基沉淀硬化型變形高溫合金，在固溶狀態(tài)下使用.長期工作溫度1100°C? 1250°C,短時使用溫度可達(dá)1300°C。合金具有較高的強(qiáng)度、較好的組織穩(wěn)定性，具有優(yōu)良的抗氧化和耐腐 蝕性能。合金的焊接性能良好，可采用各種工藝進(jìn)行焊接。主要產(chǎn)品有棒材、板材、管材、絲材和鍛件等。
1. 2 應(yīng)用概況及特性
合金已用于制作航空、航天發(fā)動機(jī)燃燒室及加力燃燒室內(nèi)高溫抗氧化等部件，也用于制作工業(yè)用各種爐輾、傳動裝置、熱電偶套管等耐熱部件。尤其適用于石化、核能、冶金等領(lǐng)域用高溫抗氧化裝置零部件。
合金的材料成本較同類型高溫合金低。合金在增加銘元素含量的基礎(chǔ)上，通過提高鋁元素的含量以 及添加微量稀土元素，至使合金在1000°C~1300°C的抗氧化性能得到極大改善。
1.3 材料牌號
GH2747（GH747）。
1.4 相近牌號
311747（俄）。
1.5 材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
GB/T 14992高溫合金和金屬間化合物高溫材料的分類和牌號
Q/GYB 511 GH2747合金熱軋和鍛制棒材
Q/GYB 512 GH2747合金冷拔（軋）無縫管
1. 6 熔煉工藝
采用真空感應(yīng)爐、或真空感應(yīng)爐+電渣重熔、或非真空感應(yīng)爐+電渣重熔熔煉工藝。
1.7 化學(xué)成分
摘自 GB/T 14992,見表 1-10
表1-1
| 元素 | C | Cr | Ni | Al | Fe |
| 質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% | ≤o. 10 | 15. 00?17. 00 | 44. 00?46. 00 | 2. 90?3. 90 | 余 |
| 元素 | Ce | Mn | Si | S | P |
| 質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% | ≤0. 030 | ≤1. 00 | ≤1. 00 | ≤0. 020 | ≤0. 025 |
1. 8 熱處理制度
摘自Q/GYB 511和Q/GYB 512,合金在固溶狀態(tài)下使用。熱軋、鍛制棒材和冷拔（軋）無縫管的標(biāo)準(zhǔn) 熱處理制度為：1000°C?1200°C/AC,保溫時間根據(jù)材料厚度而定。1.9 品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)
摘自 Q/GYB 511 和 Q/GYB 512。
1. 9. 1 主要規(guī)格
D5mm?200mm熱軋和鍛制棒材,D1mm?100mm無縫管材。
1.9.2供應(yīng)狀態(tài)
熱軋和鍛制棒材以軋態(tài)或鍛態(tài)供應(yīng)；無縫管材以冷拔狀態(tài)、或經(jīng)固溶+酸洗后供應(yīng)。
熱軋和鍛制棒材以軋態(tài)或鍛態(tài)供應(yīng)；無縫管材以冷拔狀態(tài)、或經(jīng)固溶+酸洗后供應(yīng)。
2物理、彈性和化學(xué)性能
2. 1 熔化溫度范圍
2. 2 相變點(diǎn)
2.3 熱導(dǎo)率（表2-1）
2.4 電阻率
2.5 熱擴(kuò)散率
2. 6 比熱容
2.7 線膨脹系數(shù)（表2-2）
2.9 磁性能
2. 10 彈性性能（表2-3）
合金在空氣介質(zhì)中，不同溫度試驗(yàn)不同時間的 氧化速率見表2-4。
3. 1. 1技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能（表3-1）
3. 2. 1 硬度
3. 2.2 沖擊性能
3.2.3壓縮性能
3.2.4扭轉(zhuǎn)性能
2. 1 熔化溫度范圍
2. 2 相變點(diǎn)
2.3 熱導(dǎo)率（表2-1）
| θ/°C | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 |
| λ/[W/(m ? °C)] | 10. 5 | 12. 2 | 13.8 | 15. 4 | 17.5 |
| θ/°C | 600 | 700 | 800 | 900 | 一 |
| λ/[W/(m ? °C)] | 19. 2 | 20. 9 | 22.6 | 24. 3 | — |
2.5 熱擴(kuò)散率
2. 6 比熱容
2.7 線膨脹系數(shù)（表2-2）
| θ/°C | 25 ?100 | 25 ?200 | 25?300 | 25 ?400 |
| 13. 66 | 14. 29 | 14.81 | 15. 15 | |
| θ/°C | 25 ?500 | 25 ?600 | 25 ?700 | 25 ?800 |
| 15. 32 | 15. 17 | 15. 80 | 17. 07 |
2.8 密度
p=7. 78g。2.9 磁性能
2. 10 彈性性能（表2-3）
| θ/°C | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 |
| E/GPa | 218 | 198 | 190 | 188 | 183 |
| θ/°C | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
| E/GPa | 177 | 159 | 146 | 128 | 122 |
2. 11 化學(xué)性能
2. 11.1 抗氧化性能合金在空氣介質(zhì)中，不同溫度試驗(yàn)不同時間的 氧化速率見表2-4。
| θ/°C | 在以下試驗(yàn)時間，氧化速率/［g/（m2 - h）］ | |||
| 100h | 500h | 1000h | 2000h | |
| 1200 | 25 | 一 | 46 | 60 |
| 1250 | 28 | 42 | 61 | 75 |
| 1300 | 33 | 65 | — | 174 |
| 1350 | 45 | 130 | — | —— |
2. 11.2 耐腐蝕性能
合金在含有1. 5%SO2的流動空氣中，不同溫度的年腐蝕速率見表2-5。| θ/°C | 腐蝕速率/（mm/年） |
| 1200 | 0. 08 |
| 1250 | 0. 1 |
| 1300 | 0. 24 |
| 1350 | — |
| 注：含1.5%流動空氣。 | |
3力學(xué)性能
3. 1供貨技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)3. 1. 1技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能（表3-1）
| 標(biāo)準(zhǔn)號 | 品種 | 熱處理 | θ/°C | 拉伸性能 | |||
| σb/MPa | σp0.2 | δ5/% | ψ/% | ||||
| Q/GYB 511 | 熱軋和鍛制棒材 | 標(biāo)準(zhǔn)熱處理 | 20 | ≥550 | ≥200 | ≥15 | ≥20 |
| 1000 | ≥40 | ≥20 | ≥30 | ≥30 | |||
| Q/GYB 512 | 冷拔（軋）無縫管 | 20 | ≥600 | — | ≥30 | — | |
3. 1.2生產(chǎn)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)、基值和設(shè)計許用值
3.2 短時力學(xué)性能3. 2. 1 硬度
3. 2.2 沖擊性能
3.2.3壓縮性能
3.2.4扭轉(zhuǎn)性能
3.2.5剪切性能
3. 2.6拉伸性能
3. 2. 6. 1熱軋棒材不同溫度的典型拉伸性能 見表3-2。
3. 2.6拉伸性能
3. 2. 6. 1熱軋棒材不同溫度的典型拉伸性能 見表3-2。
| 取樣/mm | θ/°C | σb/MPa | σp0.2 | δ5/% | ψ/% |
| d20 熱軋棒 標(biāo)準(zhǔn) 熱處理 | 20 | 600 | 300 | 50 | 55 |
| 800 | 150 | 100 | 33 | 30 | |
| 900 | 70 | 60 | 35 | 35 | |
| 1000 | 50 | 30 | 40 | 40 | |
| 1100 | 30 | 20 | 70 | 55 | |
| 1200 | 20 | — | 90 | 73 |
3. 2.6.2 熱軋棒材經(jīng)不同熱處理，20°C和900°C的 拉伸性能見表3-3。
3.2. 6. 3 熱軋棒材經(jīng)1000°C長期時效，不同時效 時間20°C和1000°C的拉伸性能見表3-4表3-3
3.3 持久和蠕變性能
| 取樣 | 固溶規(guī)范 | 20°C拉伸 | 900°C拉伸 | ||||||
| σb/MPa | σp0.2 | δ5/% | ψ/% | σb/MPa | σp0.2 | δ5/% | ψ/% | ||
| d20 熱軋棒 | 1100°C*lh/AC | 710 | 290 | 51 | 67 | 117 | 84 | 86 | 82 |
| 1130°C*lh/AC | 65 S | 25() | 52 | 69 | 120 | 82 | 108 | 86 | |
| 1150C *lh/AC | 670 | 265 | 55 | 66 | 119 | 81 | 97 | 77 | |
| 1180°C*lh/AC | 650 | 240 | 63 | 66 | 121 | 90 | 90 | 82 | |
| 1200°C*lh/AC | 645 | 240 | 63 | 66 | 126 | 88 | 74 | 71 | |
表 3-4*
| 取樣 | 時效規(guī)范 | 20°C拉伸 | 1000°C拉伸 | |||||||
| θ/°C | t/h | σb/MPa | σp0.2 | δ5/% | ψ/% | σb/MPa | σp0.2 | δ5/% | ψ/% | |
| D20 熱軋棒 標(biāo)準(zhǔn) 熱處理 | 1000 | 100 | 810 | 330 | 33 | 57 | 64 | 48 | 74 | 98 |
| 790 | 300 | 39 | 55 | 59 | 38 | 101 | 99 | |||
| 300 | 820 | 330 | 39 | 63 | 58 | 38 | 86 | 98 | ||
| 805 | 325 | 36 | 58 | 61 | 39 | 79 | 97 | |||
| 500 | 800 | 310 | 34 | 58 | 98 | 50 | 76 | 97 | ||
| 815 | 330 | 40 | 62 | 64 | 50 | 84 | 97 | |||
3.3.1持久性能
熱軋棒材不同溫度，100和1000h的持久極限 見表3-5。
3.4. 1高周疲勞
3. 4. 2低周疲勞
3.4.3特種疲勞
3.5 裂紋擴(kuò)展速率
3. 6 斷裂韌度
3.7 松弛性能
4工藝性能與要求
熱軋棒材不同溫度，100和1000h的持久極限 見表3-5。
| 取樣 | θ/°C | σth/MPa | |
| σ100 | σ1000 | ||
| d20 | 1000 | 20 | |
| 熱軋棒 | 1100 | 9 | 5 |
| 標(biāo)準(zhǔn) | 1150 | 6 | 4 |
| 熱處理 | 1200 | 5 | 2.5 |
3.3.2蠕變性能
3.4 疲勞性能3.4. 1高周疲勞
3. 4. 2低周疲勞
3.4.3特種疲勞
3.5 裂紋擴(kuò)展速率
3. 6 斷裂韌度
3.7 松弛性能
4工藝性能與要求
4. 1 成形工藝與性能
合金鋼錠裝爐溫度不高于1000°C，鍛造加熱溫度1000°C~1200°C,熱軋開軋溫度不低于1000°C ，終軋 溫度應(yīng)不低于900°C ；無縫管冷軋單道次最大形變量≤800%,中間退火處理溫度≥1000°C ，空冷。
4.2 工藝性能
4.3焊接性能
合金采用所有焊接方法均能很好地進(jìn)行焊接。氬弧焊、點(diǎn)焊、滾焊和電子束焊焊接效果優(yōu)良，與異種材料焊接時，可采用母材金屬絲作填充材料，也可釆用同類型合金作填充材料。
4. 4 零件熱處理工藝
同品種的標(biāo)準(zhǔn)熱處理制度。
4.5 表面處理工藝
4.6 切削加工與磨削性能
無特殊要求。
5組織結(jié)構(gòu)
5. 1 相變溫度
5. 2 時間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線
5.3 典型組織
合金組織主要由y基體γ相和碳化物等組成。 合金經(jīng)1000°C?1200°C固溶處理后，基體中的碳化 物和y'相基本溶解.在冷卻過程中重新析出細(xì)小的 ，'相和碳化物等。經(jīng)1000°C*500h長期時效后，γ相大量析出,m23c6和m6c型碳化物在晶界與晶內(nèi)均有析出。y'相呈質(zhì)點(diǎn)形態(tài)彌散分布，碳化物則為尺寸較大的規(guī)則顆粒。
合金經(jīng)不同熱處理后的組織和析出相形貌見 圖5-1?圖5-3 。如果有想要繼續(xù)了解材料，可以直接與墨8鉅客服人員聯(lián)系。
參考文獻(xiàn)
鋼鐵研究總院.GH2747合金技術(shù)資料
