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GH5188钴基变形高温合金
材料牌号：GH5188/GH188、GH188(GH5188)
相近牌号：HaynesAlloyNo.188/HA188
美国牌号：UNSR30188
法国牌号：KCN22W
一、GH5188(GH188)概述
GH5188是固溶强化型钴基高温合金，加入14%的钨固溶强化，使合金具有X良的高温热强性，添加较高含量铬和微量镧，使合金具有良好的高温抗氧化性能，同时具有满意的成形、焊接等工艺性能，适于制造航空发动机上在980℃以下要求高强度和在1100℃以下要求抗氧化的零件。也可在航天发动机和航天飞机上使用。可生产供应各种变形产品，如薄板、中板、带材、棒材、锻件、丝材以及精密铸件。
1.1GH5188(GH188)材料牌号GH5188(GH188)。
1.2GH5188(GH188)相近牌号HaynesAlloyNo.188(HA188),UNSR30188(美国),KCN22W(法国)。
1.3GH5188(GH188)材料的技术标准
1.4GH5188(GH188)化学成分见表1-1。
表1-1%
.15
Cr：20.0～24.0
Ni：20.0～24.0
Co：余量
W：13.0～16.0
Fe：≤3.0
B：≤0.015
La：0.03～0.12
Mn：≤1.25
Si：0.20～0.50
P：0.020
S：0.015
Ag：0.0010
Bi：0.0001
Pb：0.0010
Cu：0.07
1.5GH5188(GH188)热处理制度热轧板材1170～1190℃，空冷；冷轧带材和板材1165～1230℃，快速空冷；棒材和锻件1180℃±10℃，快速空冷。
1.6GH5188(GH188)品种规格与供应状态供应δ0.5～4mm的冷轧薄板、δ4～14mm的热轧中板、δ0.05～0.8mm的冷轧带材，及各种尺寸的棒材、锻件、焊丝及精密铸件。板材经固溶处理、酸洗、矫直和切边后供应；带材经固溶处理、酸洗、切边后成卷供应；板材经固溶处理后磨光或车光交货；锻件于固溶状态供应；精铸件于铸态交货。
1.7GH5188(GH188)熔炼与铸造工艺合金采用真空感应熔炼加电渣重熔或真空电弧重熔工艺生产。精密铸件采用真空感应熔炼后由母合金锭真空重熔浇铸而成。
1.8GH5188(GH188)应用概况与特殊要求该合金在国外广泛应用于制造燃气涡轮及导弹的高温部件，如燃烧室、尾喷管及核能工业中的热交换器等零部件。在国内用该合金制成的航空发动机燃烧室火焰筒和导向叶片等高温部件已通过长期试车考验，并投入生产应用。用该合金板材加工成零件的制造工艺中，任何工序（如热处理、焊接等）均应防止渗碳及铜污染，以免损害合金的力学性能和耐蚀性能。
二、GH5188(GH188)物理及化学性能
2.1GH5188(GH188)热性能
2.1.1GH5188(GH188)熔化温度范围1300～1360℃。
2.1.2GH5188(GH188)热导率见表2-1。
表2-1
θ/℃200 300 400 500 600 700 800 900 100
λ/(W/(m·℃))12.2315.32 18.3020.81 22.9025.04 26.5027.8829.06
2.1.3GH5188(GH188)比热容见表2-2。
表2-2
θ/℃100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
c/(J/(kg·℃))208425 454484 513534 554571588 600
2.1.4GH5188(GH188)线膨胀系数见表2-3。
表2-3
θ/℃20～20～20～20～20～20～20～20～20～20～
100200300400500600 700 800 900 1000
α/10-
6℃-111.812.412.9 13.437.8 14.414.815.215.716.2
2.1.5GH5188(GH188)热扩散率见表2-4。
表2-4
θ/℃200300 400 500 600 700 800 900 1000
Q/(10-6m2/s)3.153.70 4.154.45 4.704.95 5.105.205.30
2.2GH5188(GH188)密度ρ=9.09g/cm3[2]。
2.3GH5188(GH188)电性能合金电阻率见表2-5。
表2-5
θ/℃20100200300 400 500 600 700 800 900 1000
ρ/(10-
6Ω·m)1.0511.0561.1001.1331.1431.1711.1921.1991.2041.2131.226
2.4GH5188(GH188)磁性能合金无磁性。
2.5GH5188(GH188)化学性能
2.5.1GH5188(GH188)抗氧化性能
2.5.1.1GH5188(GH188)在空气介质中试验100h的氧化速率见表2-6。
表2-6
θ/℃90010001100
氧化速0.021～0.081～0.125～
率/(g/m2·h)0.0340.0980.128
2.5.1.2GH5188(GH188)GH5188、GH3536和GH605三种合金刀饿楔形样式，在炉中的高温静止空气中在X温度下试验1h后，在空气中冷却不少于40min，总的循环次数为100周；另一组试样在转速为1000r/min的旋转式燃烧装置中作循环氧化试验，在X温度下于0.3马赫的燃烧产物中保持1h，然后以0.7马赫的冷空气吹3min，交替试验100周后试样的重量损失见图2-1。
2.5.2GH5188(GH188)耐腐蚀性能在含有硫酸钠和氯化钠等污染物的环境中，该合金的耐腐蚀能力X于镍基合金GH3536。GH5188等5种合金板材，在燃气速度为4m/s，燃烧空气中含5×10-6和5×10-5海盐，№.2号燃油中含0.3%～0.45%硫，空气-油的比例为30：1，试验时试样旋转，并每隔1h试样从900℃用冷空气吹冷至260℃以下，如此在燃烧装置上循环试验200h后的动态热腐蚀试验结果见图2-2。
三、GH5188(GH188)力学性能
GH5188(GH188)合金不同品种技术标准规定的性能见表3-1。
表3-1
其他性能
品种拉伸性能持久性能t/hδ5/%硬度HV
θ/℃σP0.2/MPaσb/MPaδ5/%θ/℃σ/MPa
不小于不小于
晶粒度≥4X
中板2038086045815①16523 10 282
927①7623 15
弯曲、抗氧化、晶粒度
薄板2038086045
650250620509277623 15-
带材2038086040
δ≤0.51mm65025062040 9276223 8 -
带材δ>0.51mm弯曲180°、抗氧化、晶粒度≥4X
棒材20 380 860459279023 15 HBS≤302抗氧化
锻件20 380 8604592783 23 15 HBS≤293抗氧化
精铸件20②300600 10 815 165 15 - -
①持久试验任选一个温度进行。
②试制时拉伸试验结果供参考。
四、GH5188(GH188)组织结构
4.1GH5188(GH188)相变温度
4.2GH5188(GH188)时间-温度-组织转变曲线见图4-1。
4.3GH5188(GH188)合金组织结构
4.3.1GH5188(GH188)固溶状态除奥氏体基体外，有M6C一次碳化物，少量的M6C与富镧化合物结合在一起的LaxMy相，还有极少量的M3B2和TiC相。在高温长期暴露后，M6C会分解析出M23C6，某些炉号可能析出L相，该相在1180℃固溶或在870～980℃长期暴露后重熔于基体。
4.3.2GH5188(GH188)中板、薄板和带材技术标准规定，供应状态的晶粒度应不粗于4X。固溶温度(保温时间10min)对板材晶粒度X别的影响见表4-1。
表4-1
固溶温度/℃11001120114011501160
晶粒度/X8～7(9)8～77～86～86～8(5)
固溶温度/℃11701180119012001220
晶粒度/X5～75～7(4)5～6(4)4～6(3)3～5(2)
四、GH5188(GH188)工艺性能与要求
5.1GH5188(GH188)成形性能
5.1.1GH5188(GH188)锻造加热温度1180℃，终锻温度不低于980℃。铸造组织破碎后们可以采用大变形量，以减少再加热次数和细化晶粒。
5.1.2GH5188(GH188)板材再固溶处理后塑性良好，可以采用任何冷成形工艺成形，但其X小变形量应大于12%，以避免退火后产生粗大晶粒(临界变形组织)。
5.1.3GH5188(GH188)工艺塑性
5.1.3.1GH5188(GH188)高温扭转塑性图见图5-1；高温拉伸塑性图见图5-2。
5.1.3.2GH5188(GH188)δ1.2mm板材供应状态的杯突试验挤压深度为10.6～12.0mm。
5.2GH5188(GH188)焊接性能合金焊接性能良好，可用各种形式焊接工艺连接，以氩弧焊连接效果好，接头强度和塑性下降较少。氩弧焊接头与基体材料的持久性能对比见表5-1。
表5-1
材料θ/℃σ/MPat/hδ/%材料θ/℃σ/MPat/hδ/%
氩弧焊接头基体材料81516594612836氩弧焊接头基体材料
1090222921721
5.3GH5188(GH188)零件热处理工艺该合金在加热后形成的表面氧化膜与基体结合较牢，采用清洗不锈钢氧化皮的方法不易洗掉，而应采用复合碱酸洗工艺清除氧化皮。
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产品规格范围:直径6-500mm,长度0.5-30m；
产品规格范围:厚度0.5-80mm,长1-6米,宽0.5-3m
产品规格范围:外径6-530mm，壁厚0.5-50mm，长度1-12m；
产品规格范围：锻件、棒材、板材、带材、丝材、环件、法兰等可根据客户要求生产
产品应用范围：普遍的应用于航天航空、电力、石油化学、船舶、机械、电子、环保等各个行业。
【镍合金】
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尿素钢等。
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国产高温合金：GH1131、GH1132、GH3128、GH4145、GH4169、GH4648、GH3039、GH3030等。
精密合金：4J36、4J32、4J50、1J50、1J79、1J85、1J80、1J22、4J29、3j21、3j53、3J58等以及各类焊丝。
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