高温合金GH2038薄板（≥2.0mm）百科解析

高温合金GH2038薄板（≥2.0mm）百科解析

一、材料概述

GH2038（对应国际牌号Nimonic 80A）是一种镍铬基沉淀硬化型变形高温合金，以γ'相（Ni₃(Al,Ti)）为主要强化相。其薄板（厚度≥2.0mm）广泛应用于700℃以下高温承力部件，兼具优异的高温强度、抗氧化性及工艺成型性。

二、核心化学成分（质量百分比%）

基体元素：

镍（Ni）≥75%：提供高温稳定性与耐蚀基础。

铬（Cr）18.0%~21.0%：赋予抗氧化和抗腐蚀能力。

强化元素：

铝（Al）1.0%~1.8% + 钛（Ti）1.8%~2.7%：形成γ'相（Ni₃(Al,Ti)），实现沉淀强化。

微量控制元素：

碳（C）≤0.08%、锰（Mn）≤1.0%、硅（Si）≤1.0%、铁（Fe）≤2.0%：优化热加工性能。

硼（B）≤0.008%、锆（Zr）≤0.05%：强化晶界，提升蠕变抗力。

三、关键性能特点

高温力学性能（经标准热处理后）：

700℃持久强度：≥170 MPa（典型值，1000小时断裂应力）。

室温抗拉强度：≥900 MPa，屈服强度≥600 MPa。

高温塑性：延伸率（δ₅）≥15%，保障薄板成型加工性。

抗氧化性：

在800℃静态空气中，氧化速率≤0.1 g/(m²·h)，表面形成致密Cr₂O₃保护膜。

疲劳性能：

高周疲劳强度优异，适用于振动载荷环境（如航空发动机部件）。

四、工艺标准与制造要求

冶炼工艺：

采用真空感应熔炼（VIM）+ 电渣重熔（ESR） 双联工艺，确保成分均匀、杂质含量低（S、P≤0.015%）。

热加工规范：

锻造/轧制温度：1100℃~1150℃（终锻/终轧温度≥950℃），避免低温区过度变形导致开裂。

薄板轧制：

厚度≥2.0mm的板材需经热轧+冷轧结合工艺，冷轧变形量控制在30%~50%，保证组织致密性。

热处理制度：

固溶处理：1080℃±10℃保温后空冷，溶解γ'相。

时效处理：700℃~750℃保温16小时空冷，析出均匀纳米级γ'强化相。

表面质量：

符合GB/T 14995标准，表面无裂纹、折叠、氧化皮残留，边缘需磨光处理。

五、典型应用领域

航空航天：航空发动机火焰筒、加力燃烧室板材、涡轮外环支撑件。

能源装备：燃气轮机燃烧室衬板、高温螺栓紧固件。

工业加热：高温热处理炉辐射管、耐高温夹具。

六、选材注意事项

厚度与性能关系：

≥2.0mm薄板需关注厚度方向组织均匀性，避免芯部与表层性能差异。

加工适应性：

固溶态板材适于冲压、弯曲等冷加工，时效态需避免大变形量操作。

焊接工艺：

推荐氩弧焊（TIG），焊前需退火，焊后必须进行去应力退火+局部时效处理。

七、遵循标准

中国国标：GB/T 14992《高温合金和金属间化合物高温材料的分类和牌号》

板材规范：GB/T 14995《高温合金热轧板、冷轧板》

检测标准：GB/T 228.1（拉伸）、GB/T 2039（持久）

总结

GH2038高温合金薄板（≥2.0mm）凭借其高强耐热、工艺成熟、成本可控的优势，成为700℃以下关键高温结构件的优选材料。采购时需严格核验冶炼工艺、热处理状态及表面质量报告，确保满足高温长时服役的可靠性要求。

注：以上数据基于国标及典型工程应用，具体参数需以材料生产商的实测报告为准。