GH1040高温合金化学成分和力学性能分析

GH1040高温合金

一、合金概述
GH1040是一种Fe-Ni-Cr基固溶强化型变形高温合金，通过铬和钼等元素的添加强化并稳定其奥氏体基体。这种合金具有较高的高温强度和抗氧化性能，能够在极端条件下保持较好的稳定性和可靠性。
四、主要特性
高温性能：GH1040合金在700℃以下具有较高的热强性，在900℃至1000℃的高温条件下表现出较高的瞬时强度。

冷热加工性：该合金具有良好的冷热加工性能，易于加工成各种形状和结构的零部件。

焊接性能：GH1040合金具有良好的焊接性能，能够满足各种焊接工艺的需求。

组织稳定性：合金的组织稳定性良好，能够在高温下保持较好的性能。

耐腐蚀性：合金具有优异的耐腐蚀性能，能够抵抗多种腐蚀性介质的侵蚀。
二、化学成分
GH1040铁基变形高温合金的主要化学成分如下：
碳 (C)：≤0.12%

硅 (Si)：0.50% - 1.00%

锰 (Mn)：1.00% - 2.00%

磷 (P)：≤0.030%

硫 (S)：≤0.020%

铬 (Cr)：15.0% - 17.5%

镍 (Ni)：24.0% - 27.0%（一般约为26%）

钼 (Mo)：5.50% - 7.00%

氮 (N)：0.10% - 0.20%

铜 (Cu)：≤0.20%

铁 (Fe)：余量

三、物理性能
GH1040铁基变形高温合金的物理性能包括：
密度：约8.08g/cm³

熔点：约1400℃左右

热膨胀系数：在20℃至900℃范围内约为14.4×10⁻⁶/K（另有说法为，在20℃~900℃范围内热膨胀系数为12.5×10⁻⁶/℃或以下）
四、热处理规范及金相组织
热处理规范

固溶1010 - 1150℃快冷。

冷拉棒:1200℃保温1小时，空冷+700℃保温16小时，空冷；棒材，1160℃ - 1180℃2h/水冷（WQ）+700℃5h/空冷（AC）；盘材，1200℃8h/水冷（WQ）+温加工强化(变形量10% - 12%)+700℃25h/空冷（AC）。

金相组织：组织特征为奥氏体型。
加工性能：具有良好的热加工塑性、焊接和冷成型性能，便于制造过程中的加工和连接。合金经温加工强化后，强度会明显提高。加工时，圆弧必须符合设计要求并平滑过渡，在加工、装配或运输过程中不允许有尖角、凹坑和划痕。

其他特性：表面美观，使用可能性多样化；强度高，薄板使用可能性大；耐温氧化，能抗火灾；常温下容易塑性加工；不需表面处理，简便简单；清洁，光洁度高。

五、常见形式
圆钢和板材是GH1040材料常见且常用的形式，线材与管材也是从这两种规格分解出来的。圆棒有车光圆、拉光圆、黑皮毛圆等分类；板材有轧板、锻板、机扎板、锻造板等分类。
六、应用领域
由于GH1040铁基变形高温合金具有优异的高温性能和加工性能，因此被广泛应用于多个领域：
航空航天：用于制造燃气涡轮的焊接转子、轴和紧固件，以及短时工作的火箭发动机零部件。此外，还可用于制造涡轮盘，特别是在经过温加工强化后，可用于制作650℃以下工作的涡轮盘。

能源：在燃气轮机、燃烧室等高温环境中，GH1040合金能够发挥其优异的耐高温和耐腐蚀性能。此外，还用于制造核反应堆等高温设备。

石油化工：在石油化工领域，GH1040合金也常被用于制造高温工作条件下的设备和部件。