合金:GH605鈷基合金 航空熱端高溫零部件用材GH605精密鑄件
材料牌號:GH605
相近牌號:L605/HS25/WF-11/AIS1670
美國牌號:UNSR30605
法國牌號:KC20WN
一、GH605概述
GH605是以20Cr和15W固溶強化的鈷基高溫合金,在815℃以下具有中等的持久和蠕變強度,在1090℃以下具有優(yōu)良的抗氧化性能,同時具有滿意的成形、焊接等工藝性能。適用于制造航空發(fā)動機燃燒室和導向葉片等要求中等強度和優(yōu)良的高溫抗氧化性能的熱端高溫零部件。也可在航天發(fā)動機和航天飛機上使用。可生產(chǎn)供應各種變形產(chǎn)品,如薄板、中板、帶材、棒材、鍛件、絲材以及精密鑄件。
1.1GH605材料牌號GH605。
1.2GH605相近牌號L605,HS25,WF-11,AlS1670,UNSR30605(美國)、KC20WN(法國)。
1.3GH605材料的技術標準
1.4GH605化學成分見表1-1。
表1-1 %
1.5GH605熱處理制度板材、帶材:1175~1230℃,快速冷卻;環(huán)形件:1175~1230℃,保溫不少于15min,水冷或快速空冷;棒材(機加工用):1175~1230℃,快速冷卻。
1.6GH605品種規(guī)格與供應狀態(tài)可以供應δ≤14mm的熱軋中板、δ≤4mm的冷軋板材、δ0.05~0.80mm的冷軋帶材、δ0.20~0.80mm的冷硬帶材、d0.2~10.0mm的焊絲、d≤300mm的棒材和各種直徑及壁厚的環(huán)形件。中板和薄板經(jīng)固溶、堿酸洗、切邊后供應;帶材經(jīng)固溶、堿酸洗、切邊后成卷供應;冷硬帶材經(jīng)固溶、冷軋、退火、拋光和切邊后供應;焊絲以硬態(tài)、半硬態(tài)、固溶加酸洗、光亮固溶處理狀態(tài)成盤交貨,也可以直條交貨;環(huán)形件經(jīng)固溶處理粗加工或除氧化皮后供應;機加工用棒材經(jīng)退火后酸洗或磨光后供應,熱加工用棒材可經(jīng)退火并磨光后交貨。
1.7GH605熔煉與鑄造工藝合金采用電弧爐或非真空感應爐熔煉后再經(jīng)電渣重熔,或采用真空感應熔煉加電渣重熔。
1.8GH605應用概況與特殊要求主要在引進機種上使用,用于制造導向葉片、渦輪外環(huán)、外壁、渦流器、封嚴片等高溫零部件。該合金對硅含量很敏感,硅可促使合金在760~925℃之間暴露時形成Co2W型L相,從而使合金的室溫塑性下降,因此合金中的硅含量應控制小于0.4%。
二、GH605物理及化學性能
2.1GH605熱性能
2.1.1GH605熔化溫度范圍1330~1410℃。
2.1.2GH605熱導率見圖2-1。
2.1.3GH605比熱容合金于20~100℃時的比熱容c=377J/(kg·℃)。
2.1.4GH605線膨脹系數(shù)見表2-1。
表2-1
2.3GH605電性能
2.3.1GH605不同溫度的電阻率見表2-2。
2.3.2GH605冷加工量為25%的合金在低溫下的電阻率見圖2-2。
2.4GH605磁性能合金無磁性。
表2-2
2.5.1GH605抗氧化性能2.5GH605化學性能
GH605合金適合在噴氣發(fā)動機和燃氣渦輪的環(huán)境中工作,在間斷式條件下工作時抗氧化和碳化的溫度為870℃,在空氣條件下連續(xù)工作時可耐1090℃的高溫。合金也可在海洋氣氛中工作。
GH605由d12.7mm的棒材加工的楔形試樣,在爐中1090℃的靜止空氣中加熱3min,在空氣中冷卻不少于3min。循環(huán)試驗總共為2000周(在高溫下時間為100h);另一組試樣在旋轉(zhuǎn)式的燃燒裝置中作循環(huán)試驗,轉(zhuǎn)速為1000r/min,在溫度為1090℃的0.3馬赫數(shù)的燃燒產(chǎn)物中保持3min,然后以0.7馬赫數(shù)的冷空氣吹3min,試驗后試樣的重量變化見圖2-4。
GH605GH605、GH5188和GH3536三種合金的楔形試樣,在爐中的高溫靜止空氣中在指定溫度下試驗1h后,在空氣中冷卻不小于40min,總的循環(huán)次數(shù)為100周;另一組試樣在旋轉(zhuǎn)式的燃燒裝置中作循環(huán)試驗,轉(zhuǎn)速為1000r/min,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100周后試樣的重量損失見圖2-5。
GH605退火的板材在燃氣速度為61~85m/s、空氣:燃料=45:1~55:1的燃燒試驗裝置中,試樣在試驗時以30r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),并每隔30min在加熱至試驗溫度后,用冷空氣吹冷至260℃以下,如此在870~1040℃分別循環(huán)試驗100h后的動態(tài)氧化試驗結(jié)果見圖2-6。
GH605固溶處理的δ0.25~0.51mm板材在壓力為1103Pa的空氣中于980℃靜態(tài)長期暴露后的氧化特征見圖2-7。
2.5.2GH605耐腐蝕性能
GH605GH605合金在含1%硫的柴油和含5-6海鹽的空氣中于870~1040℃下在燃燒裝置上作動態(tài)熱腐蝕試驗的結(jié)果見圖2-8。GH605、GH3536等5種合金板材,在燃氣速度為4m/s,燃燒空氣種含5-6或5-5海鹽,N0.2號燃油中含0.3%~0.45%硫,空氣-油的比例為30:1,試驗中試樣旋轉(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200h后的動態(tài)熱腐蝕試驗結(jié)果見圖2-9。
三、GH605力學性能
GH605技術標準規(guī)定的性能見表3-1。
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