GH2132簡介：
該合金是Fe-25Ni-15Cr基高溫合金，加入鉬、鈦、鋁、釩及微量硼綜合強化。在650℃以下具有高的屈服強度和持久、蠕變強度，并且具有較好的加工塑性和滿意的焊接性能。適合制造在650℃以下長期工作的航空發(fā)動機高溫承力部件。

高溫合金是指以鐵、鎳、鈷為基，能在600℃以上的高溫及一定應力作用下長期工作的金屬材料。高溫合金具有較高的高溫強度，良好的抗氧化和抗熱腐蝕性能，良好的抗疲勞性能、斷裂韌性、塑性等綜合性能，故在英美稱之為超合金(Super-alloy)。高溫合金制造的部件能在高速動載荷及高溫氧化氣氛或燃氣條件下長期工作，因此高溫合金廣泛應用于航空航天、艦船、原子能、機車以及石油和化學等工業(yè)[2~4]。

這篇文章的主要目的是研究GH3030高溫合金的部分性能。CH3030高溫合金是一種具有早期發(fā)展的合金，主要由80%的鎳和20%的鉻組成。它采用了固溶強化的方式，其中γ'相是主要的強化因素。此外，合金還添加了鈦、錳等元素以增強其性能，并含有少量的鋁和較低的碳含量。鋁的微量存在可以強化亞穩(wěn)定的γ'[Ni?(Ti,Al)]相，而微量的鋁和鎂可以抑制γ'相向η-Ni?Ti相的轉變。

(1)微量元素Al的含量難以控制Al元素的添加可以提高GH3030高溫合金的拉伸性能，其含數(shù)量一般控制在0.30%以下，過高會使材料性能惡化，即使在0.30%以內，其性能也會發(fā)生很大變化?；诖?，需要深入研究以確定Al的最佳含量[5]。

（2）熱處理系統(tǒng)優(yōu)化GH3030高溫合金的固溶溫度和固溶時間對合金的組織和性能有很大影響。爐溫的微波動和固溶時間的不準確控制將極大地影響合金的性能。

本文結合實際，從材料自身的性能出發(fā)，參考該領域的研究成果，主要進行以下項目的研究：

(1)合金元素Al的添加對GH3030高溫合金室溫拉伸性能的影響規(guī)律。

(2)不同固溶溫度及固溶時間對合金力學性能的影響規(guī)律[6]。

1?試驗原理與試驗方法

1.1?試驗材料

本試驗所用GH3030合金在寶鋼集團上鋼五廠冶煉，試樣的名義化學成分如表1所示。

2試驗方法

使用JB-300B沖擊試驗機，對一塊梅氏V形缺口標準試樣進行一次擺錘沖擊彎曲試驗。我們使用KQC-1000微機控制屏顯液壓萬能拉伸試驗機，在室溫條件下進行靜載荷測試。

進行拉伸實驗時，所使用的試樣為標準樣本，其直徑為10毫米、初始長度為100毫米、斷裂長度為120毫米。使用HXD-1000TMC顯微硬度計來測量硬度，每個樣品進行兩個點的測量，每個點進行兩次測量。進行了金相分析，以研究試樣的斷面。

2?試驗結果及討論

從表2可以看出，當Al含量為0.15%時，抗拉強度Rm達到最大值757MPa；當Al含量為0.15%時，屈服強度R?達到最大值382MPa。在試驗范圍內，隨著Al含量的提高，斷后伸長率A和斷面收縮率Z也隨之升高。然而，當Al的含量達到0.15%時，這種增加就要緩慢得多，并最終趨向穩(wěn)定?？偨Y一下，GH3030高溫合金在Al的含量達到0.15%時，室溫拉伸性能達到最佳狀態(tài)。

從表3中可以看出，當溫度達到1010 ℃時?？估瓘姸萊m達到最大值757 MPa;當溫度達到1010℃時隨著固溶溫度的升高，材料的屈服強度R?可達到最大值382MPa。隨后，斷后伸長率A逐漸上升，最終可達42%。同時，斷面收縮率Z也隨著固溶溫度的提高而增加，在測量范圍內可達到52%的最大值。當溫度升至1010℃時，顯微硬度可達到最大值207.2HV；沖擊韌度最高可達233J/cm2?？偨Y一下，當溫度達到1010℃時，GH3030高溫合金的室溫綜合力學性能最好。

從表4中可以看到，在固溶時間為10分鐘時，抗拉強度Rm可達757兆帕的最大值；而在固溶時間為10分鐘時，屈服強度Rm.2可達382兆帕的最大值；不同的固溶時間對斷后伸長率A的變化不大，總體上呈現(xiàn)先增加，然后趨于平衡的趨勢；隨著固溶時間的增加，斷面收縮率Z也會增加。綜上所述，固溶時間為10min時，GH3030高溫合金室溫綜合力學性能最佳。圖1至圖8展示了不同狀態(tài)下合金的顯微結構。

由圖可以看出，材料中有大量的奧氏體孿晶和部分第二相顆粒存在

。由于GH3030高溫合金為固溶強化型合金，而且還有部分第二相顆粒存在，所以其硬度較高。但是這些大量的奧氏體孿晶的存在，使其具有較好的塑性，正是這些綜合作用使GH3030高溫合金的綜合力學性能得以提高。

4結論

(1)在特定范圍內添加微量的鋁合金元素能夠提高合金在室溫下的拉伸性能。當Al的百分比在某種物質中達到一定水平時，會引發(fā)一系列的化學反應。

0.當含有15%的Al時，合金的抗拉強度Rm和屈服強度Rp.2都達到最高值，分別為757MPa和382MPa。隨著Al的含量增加，合金的塑性增強，并逐漸趨于穩(wěn)定狀態(tài)。在Al含當量為0.15%時，合金的綜合性能表現(xiàn)良好，其相關數(shù)值如下：抗拉強度Rm為757MPa，屈服強度R.2為382MPa，延伸率A為42%，斷面收縮Z為49%。

(2)合金的力學性能受固溶溫度和固溶時間的影響較大。為了獲得優(yōu)異的綜合力學性能，建議采取最佳固溶溫度1010℃和固溶時間10分鐘。在這種條件下，合金的α值可達233J/cm2，顯微硬度也可達207.2HV。