GH3030高温合金焊接及机械性能数据

GH3030高温合金

1合金介绍

1.1 概述
GH3030是Ni-Cr基固溶强化型变形高温合金，使用温度在800°C以下。合金具有较好的热强性和高塑性、以及抗冷热疲劳和抗氧化性能，并具有良好的冷冲压和焊接工艺性能。合金经过固溶处理后为单相 奥氏体，使用过程中组织稳定。主要用于800°C以下工作的涡轮发动机燃烧室部件.在1100°C以下要求抗 氧化但承受载荷小的高温零部件。主要产品有冷轧板、棒材、环件、丝材和管材等。
1. 2 应用概况及特性
合金已用于制作航空发动机燃烧室、加力燃烧室以及机匣安装边等零部件。
合金焊接性能优良，可进行氩弧焊、点焊、缝焊或钎焊。生产中如固溶温度偏低，会保留残余碳化物形成的老晶界。
1.3 材料牌号
GH3030（GH30）。
1.4 3H435、XH78T（俄）。
1.5材料技术标准
材料技术标准
GB/T14992高温合金和金屙间化合物高温材料的分类和牌号
GB/T14994高温合金冷拉棒材
GB/T14995高温合金热轧板
GB/T14996高温合金冷轧板
GB/T15062一般用高温合金暂航空用高温合金冷轧板规范
GJB1952A航空用高温合金冷轧板规范
GJB2297A航空用高温合金冷拔（轧）无缝规范
GJB2611A航空用高温合金冷拉棒材规范
GJB2612早接用高温合金冷拉丝材规范
GJB3020航空用高温合金环坏规范
GJB3165A航空承力件用高温合金热轧和锻制棒材规范
GJB3167A冷镦用高温合金冷拉丝材规范
GJB3317A航空用高温合金热轧板规范
GJB3318A航空用高温合金冷轧带板规范
HB/Z140航空用高温合金热处理工艺
YB/T5245普近承力件用高温合金热轧和锻制棒材
1. 6 熔炼工艺
釆用电弧炉、或非真空感应炉、或电弧炉+电渣重熔、或电弧炉+真空电弧重熔、或非真空感应炉+电 渣重熔、或非真空感应炉+真空电弧重熔、或真空双联熔炼工艺。
1.7 化学成分
摘自 GB/T 14992,杂质元素分析有区别的摘自 GB/T 14994,GB/T 14995,GB/T 14996、GJB 1952A, GJB 2297A、GJB 2611A、GJB 3167A 和 GJB 3317A.见表 1-1。
表1-1

1.8 热处理制度

摘自HB/Z 140,各品种的标准热处理制度为：
a） 冷轧板材，（980~1020）°C/AC,其中 保温（8~ 12）min；厚3mm~5mm,保温（12〜16）min；
b） 丝材，（980〜1020）°C/WQ 或 AC,其中 6/^3mm，保温（8〜12）min；d3mm〜5mm，保温（12〜16）min；
c） 管材，（980〜1020）°C/WQ；
d） 冷拉棒材，（980〜1000）°C/WQ 或 AC；
e） 锻件，（990〜1010）°C X（2〜3）h/AC；
f） 焊接件，（990〜1020）°C/AC，其中 8（d）D3mm,保温（8〜12）min；3（t/）3rnm〜5mm,保温（12〜16）min。
1. 9 品种规格与供应状态
1.9. 1 主要规格
d8mm〜300mm棒材；厚4mm~14mm热轧板材5mni~4mm冷轧板材;厚＞.1mm〜0. 8mm冷轧带材；外 径＜50mm的冷拔（轧）无缝管以0. 2mm〜10. 0mm冷拉丝材;各种尺寸规格的环形件和锻件。
1.9.2供应状态
热轧和锻制棒材一般不经热处理,磨光或车光后供应；冷拉棒以退火、或退火十酸洗、或退火+磨光、 或冷拉状态供应；热轧板材经固溶+碱酸洗+平整+切边后供应；冷轧板材经固溶+碱酸洗+平整+矫直 +切边后供应；冷轧带材经固溶+碱酸洗+平整+切边成卷供应；冷拔管材经固溶十酸洗后供应、或冷拔 （轧）状态供应；焊丝以冷拉状态、或固溶+酸洗、或半硬化状态成盘状供应；冷锻用丝材以冷拉状态、或固 溶+酸洗、或固溶+磨光，成盘状或直条状供应；环形件和锻件一般不经热处理供应。
2物理、弹性和化学性能
2. 1 熔化温度范围1374°C 〜1420°C ⑶。
2. 2相变点
2. 3热导率（表2-1）

2. 8 密度p=8. 4

2. 9磁性能
合金无磁性。
2. 10 弹性性能（表2-5）

2. 11 化学性能
2. 11.1抗氧化性能
2. 11. 1. 1合金在空气介质中，不同温度试验 100h的氧化速率见表2-6。

2. 11. 1.2合金不同温度和时间的氧化腐蚀深度见表2-7。

2. 11.2 耐腐蚀性能
2.12 黑度
合金在空气中，不同温度的全辐射黑度 见表2-8.

3力学性能
1 供货技术标准
3. 1. 1技术标准规定的性能（表3-1）
3.1.2生产检验数据、基值和设计许用值
（表3-2和表3-3）
表3-1

表 3-2[7]

表 3-3[8]

3.2 短时力学性能
3. 2.1硬度
3. 2.2冲击性能
3. 2.3压缩性能
3.2.4 扭转性能
3. 2.5剪切性能
3.2.6拉伸性能
3.2.6. 1冷轧板经不同冶炼工艺，不同温度的 典型拉伸性能见表3-4。
3. 2.6.2冷轧板不同温度屈服点前的拉伸曲线 见图3-1,屈服点至断裂的拉伸曲线见图3-20，如果有图表需求，可以直接与130-7278+7990联系。
3. 2.6.3冷轧板经不同冷轧变形量，室温拉伸 性能曲线见图3-3。
3. 2.6.4 冷轧板经700°C和800°C长期时效， 不同温度的拉伸性能见表3-5。

图3-2冷轧板不同温度屈服点至断裂的拉伸曲线

图3-3冷轧板经不同冷轧变形量.室温拉伸性能曲线
3.3 持久和蠕变性能
3.3.1持久性能
3.3. 1.1冷轧板不同温度和时间的持久强度见表3-6。
3.3. 1.2冷轧板不同温度和时间的秒计持久强度见表3-7。
3.3. 1.3冷轧板不同温度的持久应力-寿命曲线见图3-4,持久热强参数综合曲线见图3-5.

表 3-6

表 3-7

图3-4冷轧板不同温度的持久应力-寿命曲线⑵

图3-5冷轧板持久热强参数综合曲线⑺，如果有图表需求，可以直接与墨，钜特殊钢客服联系。

3.3.2 蠕变性能
3. 3. 2. I冷轧板经不同热处理，不同温度、100h的 蠕变极限见表3-80
3. 3. 2. 2冷轧板不同温度和时间的秒计蠕变极限 见表3-9 o
3.3. 2. 3 冷轧板700°C和800°C不同应力的蠕变曲 线分别见图3-6和图3-7。
表 3-8

表 3-9
图3-6冷轧板700°C不同应力的蠕变曲线，如果有图表需求，可以直接与墨，钜特殊钢客服联系
图3-7冷轧板800°C不同应力的蠕变曲线 冷轧板，经标准热处理
3.4 疲劳性能
3.4. 1高周疲劳
冷轧板不同温度弯曲震动疲劳极限见表3-10, 疲劳S-N曲线见图3-8o
表 3-10

3.4.2低周疲劳
3. 4.3 特种疲劳
冷轧板不同循环温度的冷热疲劳性能见表3-11。

表 3-11

4工艺性能与要求

4. 1 成形工艺与性能
钢锭锻造开坯装炉温度不高于800°C ,加热温度为1160°C~1200°C，终锻温度不低于900°C，一次加热的变形程度为50%；板材热轧加热温度为1040°C~1100°C,冷轧变形量大于30%。
4. 2 工艺性能

4.2. 1 板材反复弯曲及杯突性能见表4-1。

4. 2.2 板材冲压性能见表4-2。

4.3 焊接性能
氩弧焊时熔池流动性和成形性能均良好，裂纹倾向性小；点焊和缝焊时有较宽的规范参数范围，核心 缩孔较小，一般无裂纹及结合线伸入。该合金可与1Crl8Ni9Ti、GH1140、GH3039、GH3044、GH3128等合金组合进行焊接。
4.3.1手工氩弧焊（对接）规范见表4-3。
表4-3

4.3.2不加焊丝的自动钨极氩弧焊（对接）规范见表4-4。

4.3.3固溶状态缝焊规范见表4-5。
表 4-4

表 4-5

4.3.4各种焊接接头的力学性能见表4-6。

表 4-6

4. 4 零件热处理工艺

航空工厂零件的中间热处理和最终热处理制度为：1000°C*(5〜10)min/AC或WQ。如需要零件具有高的热强性，可将最终固溶处理温度提高到1150°C。
4. 5 表面处理工艺
热处理后，零件表面的氧化皮可用吹砂或酸洗方法清除。酸洗时采用hf-h2so4-hno3水溶液的单 一酸洗工艺，也可釆用NaOH-NaNO3和H2SO4-NaCl-H2。溶液的复合酸碱洗工艺□气
4. 6 切削加工与磨削性能
无特殊要求。

5组织结构
5. 1 相变温度
5. 2 时间-温度-组织转变曲线
5.3 典型组织
合金板材经标准热处理后为单相奥氏体组织，晶粒度为5~8级，存在有少量TiC和Ti(CN),见 图5-1、图5-2o生产中发现少量因固溶温度偏低，由残余碳化物形成的老晶界，见图5-3。
合金经700°C〜800°C长期时效后，析出Cr7C3型碳化物，但析出量较少，对合金的性能影响不大. Cr7C3形貌及分布见图5-4。
图5-3板材经标准热处理后的老晶界组织形貌残余碳化物形成的老晶界。