GH3230 合金是一種以 W、Mo 元素作為固溶強化和以碳化物作為第二相強化的鎳基高溫合金。該固溶強化鎳基合金源于 Ni-Cr-Mo–W 合金系統(tǒng)，合金中的 Ni 元素提供穩(wěn)定的奧氏體基體和通過添加 Cr、Mo、W、C、B 來增加合金的高溫強度和腐蝕抗力。通過添加 W 元素含量以進行有效地固溶強化，通過添加 C 促進富 Cr 的M23C6 碳化物的形成，M23C6 碳化物在奧氏體基體和退火孿晶界的析出對位錯的釘扎以提高合金的蠕變強度，該合金加入 La 提高其抗氧化性，用 B 進行晶界強化，使合金兼具良好的強度、熱穩(wěn)定性和抗腐蝕性。該合金膨脹系數(shù)小，部件熱應(yīng)力小，易于加工和焊接，在氧化氣氛下的長期使用溫度可達到 1150℃

航空航天發(fā)動機燃燒室工作溫度可達 1100 ℃以上，要求燃燒室材料具有良好的高溫強度、抗氧化性能，以及組織熱穩(wěn)定性，GH3230 合金用于發(fā)動機燃燒室法蘭等關(guān)鍵部位。 該合金相對傳統(tǒng)燃燒室用合金有以下突破和改進： 以 W、Mo 元素復(fù)合強化代替 W 元素的單一強化， 提高了固溶強化效果；通過La 元素的微合金化提高了合金的高溫持久性能和高溫抗氧化性能；合金中大量的 M6C 碳化物在 Ni 基體中具有良好的熱穩(wěn)定性， 在起到高溫強化作用的同時提高了合金組織的熱穩(wěn)定性。

GH3230化學(xué)成分:

碳C

硅Si

錳Mn

磷P

liu S

鉻Cr

0.5-0.15

0.25-0.75

0.3-1.0

≤0.03

≤0.015?

20-24

鎳Ni

鉬Mo

La

銅Cu

鐵Fe

鈮Nb

余

1-3

0.005-0.05

≤0.50?

≤3.00

~

硼B(yǎng)

鈦Ti:

鋁Al

釩 V

鎢W

鈰Ce

≤0.015

≤0.10

0.2-0.5

~

13-15

~

GH3230技術(shù)標準

QJ/DT 0160044航空發(fā)動機用GH230板材、帶材技術(shù)條件

GH3230合金冷軋薄板和帶材

GH3230固溶處理及時效處理

GH3230 合金是一種以 W、Mo 元素作為固溶強化和以碳化物作為第二相強化的鎳基高溫合金。該固溶強化鎳基合金源于 Ni-Cr-Mo-W 合金體系，合金中主要添加的合金元素為 Cr、Mo、W、C、B 等，以此來增加合金的高溫力學(xué)性能和抗氧化能力。Cr 元素主要起固溶強化作用，也是碳化物形成元素。一方面 Cr 能固溶于基體相中強化組織，另一方面能與碳結(jié)合形成 M23C6 型化合物，在一定程度上起到沉淀強化和晶界強化的作用。當(dāng)含 Cr 量在 14% ～ 20% 時，Cr 含量增加對基體強度的影響不大，但當(dāng)含 Cr 量超過 20% 時， Cr 會降低 γ″相的固溶溫度，因而也降低了合金的高溫強度。Co 有益于鎳基合金在高溫范圍內(nèi)熱強性的提高，而且對抗高溫?zé)岣g性有益。Co 在 Ni-Cr 固溶體中可以降低堆垛層錯能，起到良好的固溶強化作用。 合金中 Co 含量的提高對合金組織穩(wěn)定性和蠕變性能有利，當(dāng) Co 含量低于 10% 時，高溫強度降低。W 是 γ 基體中的主要強化元素。W 原子半徑比基體 Ni 的大，固溶強化作用十分明顯。La 元素是高溫合金中一種有效的微量活性元素，通常在合金的晶界、相界面和表面等界面具有明顯偏聚。La 元素能通過改進氧化膜的黏性和化學(xué)組成，從而改善合金的高溫抗氧化和耐腐蝕性能。固溶處理是高溫合金最重要的熱處理方式之一，其主要目的有 3 個: 一是為了溶解基體內(nèi)碳化物、γ'相等以得到均勻的固溶體; 二是為了獲得適宜的晶粒度以保證高溫抗蠕變和持久性能; 三是為了降低或消除合金元素偏析，使合金基體中的化學(xué)成分均勻。固溶處理能降低合金的偏析使組織均勻，并且能細化 γ'相，促進細小 γ'相的析出。相關(guān)研究表明，GH3230 合金固溶處理后，927 MPa / 62 ℃的持久壽命隨固溶溫度的升高逐漸增大，持久斷裂伸長率則變化不大。但是固溶處理溫度的選擇對合金晶粒尺寸影響較大，因為奧氏體合金存在一個異常長大的溫度區(qū)間，即超過某臨界溫度下進行固溶會基體晶粒發(fā)生異常長大。時效處理一般在固溶處理和中間處理之后，也可以在直接固溶處理之后。時效處理的目的是進一步在基體中析出細小的 γ'相，形成彌散強化的效果，從而提高合金的力學(xué)性能。

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