【研发】Haynes188(UNS R30188、W.Nr.2.4683)钴基高温合金特性

在 GH33 合金的基础上进一步合金化，使合金具有良好的综合性 能，晶粒均匀细小，屈服强度高，易于热加工成型，使用温度在 750℃ 以下。
G H33B
在 GH33A 的基础上添加微量元素，进一步提高合金的塑性和持久 寿命，了合金的缺口敏感性。
G э и 61 合金在 850℃以下使用具有高的热强性、良好的综合性能和组织
变形高温合金主要为航天、航空、核能、石油民用工业提供结构锻件、饼材、环件、 棒材、板材、管材、带材和丝材。
上海商虎具备交货及时，按需轧制，按需切割加工的供货能力，确保准确快速 地为用户提供合格优质的高端产品。我们的特长是专业于高端进口材料的供应，无论是 板材，带材，棒材，管材（焊管、无缝管），还是管件，法兰，钢板切割件（厚 2-200mm）， 不论您是需要 1 公斤还是 10 吨，我们都有能力通过自有库存或空运，海运及时为您供 货。我们提供的材料已广泛用于高温、强腐蚀等复杂环境，代表行业主要为：热处理、 冶炼、环保、、造纸、压力容器、热交换、电炉、电力设备等。
Q/5B 4002-1992 《HAYNES188 合金冷轧带材》 Q/5B 4003-1992 《HAYNES188 合金冷轧板材》 Q/5B 4014-1992 《HAYNES188 合金锻件技术条件》 Q/5B 4020-1992 《K188 合金熔模精密铸件》 Q/5B 4022-1992 《HAYNES188 合金棒材》 Q/5B 4057-1992 《HAYNES188 高温合金冷拉焊丝》
5.1.3.2 HAYNES188(HAYNES188)δ 1.2mm 板材供应状态的杯突试验挤压深度为 10.6～ 12.0mm[2]。
5.2 HAYNES188(HAYNES188)焊接性能 合金焊接性能良好，可用各种形式焊接工艺连接， 以氩弧焊连接效果最好，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。
2、时效强化型合金
使用温度为-253～950℃，一般用于制作航空、航天发动机的涡与叶片等结构件。 制作涡的合金工作温度为-253～700℃,要求具有良好的高低温强度和抗疲劳性能。例 如：GH4169 合金，在 650℃的高屈服强度达 1000MPa；制作叶片的合金温度可达 950℃， 例如：GH220 合金，950℃的拉伸强度为 490MPa，940℃、200MPa 的持久寿命大于 40 小 时。
合 国外同 材
料
特
号 类合金
点
G э и 43 合金在 800℃以下有满意的热强性和高的塑性，具有良好的抗氧
H3030 5
化、热疲劳、冷冲压和焊接工艺性能。
G э и 43 合金在 700~750℃具有足够的高温强度，在 900℃以下具有良好
H4033 7
的抗氧化性，合金的冷热加工性能良好。
G H33A
H37 7
稳定性。
G H303Leabharlann Baidu 2
Э
и
60
合金在 800℃以下有中等的热强性和良好热疲劳性能，1000℃以 下抗氧化性能良好，长期使用组织稳定，还具有良好的冷成型和焊接
性能。
G Э и 86 固溶强化的抗氧化合金，在 900℃以下具有高的塑性和中等热强
H3044 8
性，具有优良的抗氧化性能和良好的冲压、焊接工艺性能，长期使用 组织性能稳定。
2.5.1.2 HAYNES188(HAYNES188)HAYNES188、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指定温度下试验 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， 在指定温度下于 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。 2.5.2 HAYNES188(HAYNES188)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优于镍基合金 GH3536。HAYNES188 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。
760℃高温材料变形高温合金 变形高温合金是指可以进行热、冷变形加工，工作温度范围-253～1320℃，具有良 好的力学性能和综合的强、韧性指标，具有较高的抗氧化、抗腐蚀性能的一类合金。按 其热处理工艺可分为固溶强化型合金和时效强化型合金。GH 后位数字表示分类号即 1、 固溶强化型铁基合金 2、时效硬化型铁基合金 3、固溶强化型镍基合金 4、钴基合金 GH 后，二，三，四位数字表示顺序号。 1、固溶强化型合金 使用温度范围为 900～1300℃，高抗氧化温度达 1320℃。例如 GH128 合金，室温拉 伸强度为 850MPa、屈服强度为 350MPa；1000℃拉伸强度为 140MPa、延伸率为 85%,1000℃、 30MPa 应力的持久寿命为 200 小时、延伸率 40%。固溶合金一般用于制作航空、航天发 动机燃烧室、机匣等部件。
按照现有的理论，760℃高温材料按基体元素主要可分为铁基高温合金、镍基高温 合金和钴基高温合金。按制备工艺可分为变形高温合金、铸造高温合金和粉末冶金高温 合金。按强化方式有固溶强化型、沉淀强化型、氧化物弥散强化型和纤维强化型等。高 温合金主要用于制造航空、舰艇和工业用燃气轮机的涡轮叶片、导向叶片、涡、高压压 气机盘和燃烧室等高温部件，还用于制造航天飞行器、发动机、核反应堆、石油化工设 备以及煤的转化等能源转换装置。
2.1.4 HAYNES188(HAYNES188)线膨胀系数 见表 2-3。
2.1.5 HAYNES188(HAYNES188)热扩散率见表 2-4。
2.2 HAYNES188(HAYNES188)密度 ρ =9.09g/cm3[2]。 2.3 HAYNES188(HAYNES188)电性能 合金电阻率见表 2-5。
2.4 HAYNES188(HAYNES188)磁性能 合金无磁性。 2.5 HAYNES188(HAYNES188)化学性能 2.5.1 HAYNES188(HAYNES188)抗氧化性能 2.5.1.1 HAYNES188(HAYNES188)在空气介质中试验 100h 的氧化速率见表 2-6。
五、HAYNES188(HAYNES188)工艺性能与要求 5.1 HAYNES188(HAYNES188)成形性能 5.1.1 HAYNES188(HAYNES188)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。 5.1.2 HAYNES188(HAYNES188)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，但其最小变形量应大于 12%，以避免退火后产生粗大晶粒(临界变形组织)。 5.1.3 HAYNES188(HAYNES188)工艺塑性 5.1.3.1 HAYNES188(HAYNES188)高温扭转塑性图见图 5-1；高温拉伸塑性图见图 5-2。
二、HAYNES188(HAYNES188)物理及化学性能
2.1 HAYNES188(HAYNES188)热性 能
2.1.1 HAYNES188(HAYNES188)熔化温度范围 1300～1360℃[1]。 2.1.2 HAYNES188(HAYNES188)热导率 见表 2-1。
2.1.3 HAYNES188(HAYNES188)比热容 见表 2-2。
5.3 HAYNES188(HAYNES188)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。
高温合金分为三类材料：760℃高温材料、1200℃高温材料和 1500℃高温材料，抗 拉强度 800MPa。或者说是指在 760--1500℃以上及一定应力条件下长期工作的高温金属 材料，具有优异的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧 性等综合性能，已成为军民用燃气涡轮发动机热端部件不可替代的关键材料。
1.4 HAYNES188(HAYNES188)化学成分 见表 1-1。
1.5 HAYNES188(HAYNES188)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。 1.6 HAYNES188(HAYNES188)品种规格与供应状态 供应δ 0.5～4mm 的冷轧薄板、δ 4～ 14mm 的热轧中板、δ 0.05～0.8mm 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。 1.7 HAYNES188(HAYNES188)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。 1.8 HAYNES188(HAYNES188)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。
一、概述
HAYNES188 是固溶强化型钴基高温合金，加入 14%的钨固溶强化，使合金具有优良的高 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。 1.1 HAYNES188(HAYNES188)材料牌号 GH5188 1.2 HAYNES188(HAYNES188)相近牌号 Haynes Alloy No.188(HA188),UNSR30188(美 国),KCN22W(法国) 1.3 HAYNES188(HAYNES188)材料的技术标准 GJB 3317-1998 《航空用高温合金热轧板材规范》 Z9 0103-1990 《HAYNES188 合金板材技术条件》 Z9 132-1999 《焊接用 HAYNES188 合金冷拉丝材技术条件》
三、HAYNES188(HAYNES188)力学性能 HAYNES188(HAYNES188)合金不同品种技术标准规定的性能见表 3-1。
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、HAYNES188(HAYNES188)组织结构
4.1 HAYNES188(HAYNES188)相变温度 4.2 HAYNES188(HAYNES188)时间-温度-组织转变曲线 见图 4-1。 4.3 HAYNES188(HAYNES188)合金组织结构 4.3.1 HAYNES188(HAYNES188)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。 4.3.2 HAYNES188(HAYNES188)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 4 级。 固溶温度(保温时间 10min)对板材晶粒度级别的 影响见表 4-1。