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一、GH5188(GH188)概述
GH5188是固溶強(qiáng)化型鈷基高溫合金，加入14%的鎢固溶強(qiáng)化，使合金具有優(yōu)良的高溫?zé)釓?qiáng)性，添加較
高含量鉻和微量鑭，使合金具有良好的高溫抗氧化性能，同時(shí)具有滿(mǎn)意的成形、焊接等工藝性能，適于制造
航空發(fā)動(dòng)機(jī)上在980℃以下要求高強(qiáng)度和在1100℃以下要求抗氧化的零件。也可在航天發(fā)動(dòng)機(jī)和航天飛機(jī)
上使用。可生產(chǎn)供應(yīng)各種變形產(chǎn)品，如薄板、中板、帶材、棒材、鍛件、絲材以及精密鑄件。
1.1 GH5188(GH188)材料牌號(hào) GH5188(GH188)。
1.2 GH5188(GH188)相近牌號(hào) Haynes Alloy No.188(HA188),UNSR30188(美國(guó)),KCN22W(法國(guó))。
1.3 GH5188(GH188)材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
1.4 GH5188(GH188)化學(xué)成分 見(jiàn)表1-1。
表1-1 %
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C |
Cr |
Ni |
Co |
W |
Fe |
B |
La |
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0.05～0.15 |
20.0～24.0 |
20.0～24.0 |
余 |
13.0～16.0 |
≤3.0 |
≤0.015 |
0.03～0.12 |
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Mn |
Si |
P |
S |
Ag |
Bi |
Pb |
Cu |
|
不大于 |
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≤1.25 |
0.20～0.50 |
0.020 |
0.015 |
0.0010 |
0.0001 |
0.0010 |
0.07 |
1.5 GH5188(GH188)熱處理制度 熱軋板材1170～1190℃，空冷；冷軋帶材和板材1165～1230℃，快
速空冷；棒材和鍛件1180℃±10℃，快速空冷。
1.6 GH5188(GH188)品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài) 供應(yīng)δ0.5～4mm的冷軋薄板、δ4～14mm的熱軋中板、δ
0.05～0.8mm的冷軋帶材，及各種尺寸的棒材、鍛件、焊絲及精密鑄件。板材經(jīng)固溶處理、酸洗、矯直和
切邊后供應(yīng)；帶材經(jīng)固溶處理、酸洗、切邊后成卷供應(yīng)；板材經(jīng)固溶處理后磨光或車(chē)光交貨；鍛件于固溶狀
態(tài)供應(yīng)；精鑄件于鑄態(tài)交貨。
1.7 GH5188(GH188)熔煉與鑄造工藝 合金采用真空感應(yīng)熔煉加電渣重熔或真空電弧重熔工藝生產(chǎn)。精密
鑄件采用真空感應(yīng)熔煉后由母合金錠真空重熔澆鑄而成。
1.8 GH5188(GH188)應(yīng)用概況與特殊要求 該合金在國(guó)外廣泛應(yīng)用于制造燃?xì)鉁u輪及導(dǎo)彈的高溫部件，
如燃燒室、尾噴管及核能工業(yè)中的熱交換器等零部件。在國(guó)內(nèi)用該合金制成的航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室火焰筒和導(dǎo)
向葉片等高溫部件已通過(guò)長(zhǎng)期試車(chē)考驗(yàn)，并投入生產(chǎn)應(yīng)用。用該合金板材加工成零件的制造工藝中，任何工
序（如熱處理、焊接等）均應(yīng)防止?jié)B碳及銅污染，以免損害合金的力學(xué)性能和耐蝕性能。
二、GH5188(GH188)物理及化學(xué)性能
2.1 GH5188(GH188)熱性能
2.1.1 GH5188(GH188)熔化溫度范圍 1300～1360℃[1]。
2.1.2 GH5188(GH188)熱導(dǎo)率 見(jiàn)表2-1。
表2-1[2]
|
θ/℃ |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
1000 |
|
λ/(W/(m·℃)) |
12.23 |
15.32 |
18.30 |
20.81 |
22.90 |
25.04 |
26.50 |
27.88 |
29.06 |
2.1.3 GH5188(GH188)比熱容 見(jiàn)表2-2。
表2-2[2]
|
θ/℃ |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
1000 |
|
c/(J/(kg·℃)) |
208 |
425 |
454 |
484 |
513 |
534 |
554 |
571 |
588 |
600 |
2.1.4 GH5188(GH188)線膨脹系數(shù) 見(jiàn)表2-3。
表2-3[2]
|
θ/℃ |
20～100 |
20～200 |
20～300 |
20～400 |
20～500 |
20～600 |
20～700 |
20～800 |
20～900 |
20～1000 |
|
α/10-6℃-1 |
11.8 |
12.4 |
12.9 |
13.4 |
13.7 |
14.4 |
14.8 |
15.2 |
15.7 |
16.2 |
2.1.5 GH5188(GH188)熱擴(kuò)散率見(jiàn)表2-4。
表2-4[2]
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θ/℃ |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
1000 |
|
Q/(10-6m2/s) |
3.15 |
3.70 |
4.15 |
4.45 |
4.70 |
4.95 |
5.10 |
5.20 |
5.30 |
2.2 GH5188(GH188)密度 ρ=9.09g/cm3[2]。
2.3 GH5188(GH188)電性能 合金電阻率見(jiàn)表2-5。
表2-5[2]
|
θ/℃ |
20 |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
1000 |
|
ρ/(10-6Ω·m) |
1.051 |
1.056 |
1.100 |
1.133 |
1.143 |
1.171 |
1.192 |
1.199 |
1.204 |
1.213 |
1.226 |
2.4 GH5188(GH188)磁性能 合金無(wú)磁性。
2.5 GH5188(GH188)化學(xué)性能
2.5.1 GH5188(GH188)抗氧化性能
2.5.1.1 GH5188(GH188)在空氣介質(zhì)中試驗(yàn)100h的氧化速率見(jiàn)表2-6。
表2-6[2]
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θ/℃ |
900 |
1000 |
1100 |
|
氧化速率/(g/m2·h) |
0.021～0.034 |
0.081～0.098 |
0.125～0.128 |
2.5.1.2 GH5188(GH188)GH5188、GH3536和GH605三種合金刀餓楔形樣式，在爐中的高溫靜止空氣
中在指定溫度下試驗(yàn)1h后，在空氣中冷卻不少于40min，總的循環(huán)次數(shù)為100周；另一組試樣在轉(zhuǎn)速為1000r/min的旋轉(zhuǎn)式燃燒裝置中作循環(huán)氧化試驗(yàn)，在指定溫度下于0.3馬赫的燃燒產(chǎn)物中保持1h，然后以
0.7馬赫的冷空氣吹3min，交替試驗(yàn)100周后試樣的重量損失見(jiàn)圖2-1。
2.5.2 GH5188(GH188)耐腐蝕性能 在含有硫酸鈉和氯化鈉等污染物的環(huán)境中，該合金的耐腐蝕能力優(yōu)于
鎳基合金GH3536。GH5188等5種合金板材，在燃?xì)馑俣葹?m/s，燃燒空氣中含5×10-6和5×10-5海鹽，№.2號(hào)燃油中含0.3%～0.45%硫，空氣-油的比例為30：1，試驗(yàn)時(shí)試樣旋轉(zhuǎn)，并每隔1h試樣從900℃用
冷空氣吹冷至260℃以下，如此在燃燒裝置上循環(huán)試驗(yàn)200h后的動(dòng)態(tài)熱腐蝕試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2-2。
