GH132高温合金钢板百科解析

GH132高温合金钢板百科解析

GH132 (或更常见的 GH2132，遵循GB/T 14992标准命名) 是一种重要的铁-镍基沉淀硬化型高温合金钢板。它在650°C以下的中等温度范围内表现出优异的综合性能，是航空航天、能源和化工等领域的关键结构材料。

一、 核心特性与优势

卓越的高温强度与持久性能： 通过添加钛、铝等元素形成γ'相进行沉淀强化，使其在600-650°C高温下仍能保持很高的抗拉强度和优异的抗蠕变、抗持久断裂能力。这是其最核心的优势。

良好的抗氧化与耐腐蚀性： 较高的铬含量使其在650°C以下的大气环境中具有良好的抗氧化能力，同时对多种腐蚀介质（如某些弱酸、盐）也展现一定的耐蚀性。

优异的工艺性能：

热加工性： 在适宜的温度范围内（如1000-1150°C）具有良好的热塑性，适合进行热轧、锻造等工艺制成板材、棒材、锻件等。

冷成型性： 在固溶状态下具有一定的冷加工能力，可进行适度的弯曲、冲压等。

焊接性： 采用合适的焊接方法（如氩弧焊、电子束焊）和焊后热处理，可以获得性能良好的焊接接头。

良好的组织稳定性： 在长期使用温度下，组织相对稳定，不易发生有害相的析出导致性能严重下降。

二、 关键化学成分 (主要元素，wt%)

基体元素： 铁 (Fe) 为基，镍 (Ni) 含量通常在24-27%左右，是形成奥氏体基体和保证高温性能的基础。

主要强化元素： 钛 (Ti，约1.9-2.35%) 和 铝 (Al，约0.15-0.60%)，共同形成主要的强化相γ'-Ni3(Ti, Al)。

抗氧化/耐蚀元素： 铬 (Cr，约13.5-16.0%) 提供抗氧化和耐腐蚀能力。

辅助强化/微合金化元素：

钼 (Mo，约1.0-1.5%)：固溶强化，提高高温强度和耐蚀性。

钒 (V，约0.10-0.50%)：辅助强化，细化晶粒。

硼 (B，约0.001-0.010%)：微量添加，显著改善晶界强度和持久性能。

碳 (C，≤0.08%)：形成碳化物，需控制含量避免过多导致脆性。

严格控制杂质元素： 硫、磷等有害杂质含量被限制在极低水平。

三、 典型力学性能 (参考值，具体取决于热处理状态和厚度)

室温性能 (固溶+时效态)：

抗拉强度：通常≥ 900 MPa

屈服强度：通常≥ 635 MPa

延伸率：通常≥ 15%

断面收缩率：通常≥ 18%

高温性能 (650°C)：

抗拉强度：仍保持较高水平，远优于普通不锈钢。

持久强度 (关键指标)： 在650°C/1000小时条件下，其持久强度极限 (断裂应力) 通常要求≥ 340 MPa 甚至更高，体现了其优异的长时高温承载能力。

蠕变性能：具有良好的抗蠕变能力。

四、 标准热处理制度

性能的发挥依赖于精确的热处理：

固溶处理： 通常在980-1000°C保温后快冷 (如水淬或空冷，取决于厚度)，目的是溶解合金元素，获得均匀的过饱和固溶体，为时效强化做准备，同时优化塑性以便加工。

时效处理： 通常在700-720°C保温14-16小时，然后空冷。此阶段γ'强化相从基体中弥散析出，显著提升材料强度、硬度和高温持久性能。

五、 主要应用领域 (板材典型用途)

GH132(GH2132)钢板凭借其高强度、耐热、耐蚀的综合性能，广泛应用于：

航空航天：

航空发动机关键部件：涡轮盘、压气机盘、承力环、轴类、紧固件（螺栓、螺母）、燃烧室部件、机匣。

航天发动机及运载火箭结构件。

能源工业：

燃气轮机：涡轮叶片、盘件、紧固件、燃烧室部件。

核电设备：某些高温紧固件、结构支撑件。

石油化工： 高温高压环境下的法兰、螺栓、阀门部件、反应器构件。

汽车工业： 高性能发动机的涡轮增压器部件、排气阀。

通用制造： 需要高强度和良好耐热性的特殊紧固件、弹簧、模具镶块等。

六、 工艺性能要点

热加工： 严格控制加热温度和变形量，避免过热或热加工裂纹。终锻/轧温度不宜过低。

冷加工： 固溶态下可进行，但硬化速率较快，中间需进行退火软化。时效态硬度高，冷加工困难。

焊接： 优先选用惰性气体保护焊（TIG, MIG）。焊前需彻底清理。通常焊后进行完整的固溶+时效处理以达到最佳接头性能。薄板或要求不特别高时，有时采用焊后直接时效处理。

机加工： 固溶态相对容易切削；时效硬化后强度硬度高，加工较困难，需选用硬质合金刀具，采用低转速、大进给的强力切削策略，并充分冷却。

七、 总结

GH132 (GH2132)高温合金钢板是650°C以下温度区间内，对强度、持久寿命、抗氧化性及一定耐蚀性有较高要求场合的理想选择。其优异的综合性能源于合理的Fe-Ni-Cr基成分设计和γ'相沉淀强化机制。良好的工艺性能（热/冷加工、焊接）使其能够被制造成各种复杂的板状结构件，广泛应用于航空发动机、燃气轮机、化工设备及高端紧固件等关键领域。严格遵循标准的热处理制度是其性能稳定发挥的根本保障。

上海商虎高温合金（又称热强合金、超合金）是一类在高温（通常指600°C以上）环境下仍能保持高强度、抗氧化、抗腐蚀、抗蠕变等优异性能的金属材料，广泛应用于航空航天发动机、燃气轮机、核工业、石油化工等领域。其牌号体系繁多，主要按基体元素（镍基、铁基、钴基）和强化方式（固溶强化、沉淀强化、弥散强化）分类。以下是一些常见且重要的高温合金牌号：

一、镍基高温合金 (应用最广泛)

固溶强化型：

Hastelloy X (哈氏合金X, UNS N06002)：优异的高温强度和抗氧化性，常用于燃烧室部件。

Inconel 600 (UNS N06600)：良好的耐热、耐腐蚀性，用于热交换器、炉用部件。

Inconel 601 (UNS N06601)：比600具有更好的抗氧化性和高温强度。

Inconel 625 (UNS N06625)：出色的抗疲劳、抗氧化和耐腐蚀性（尤其耐氯离子应力腐蚀），应用广泛。

Haynes 230 (UNS N06230)：优异的长期热稳定性、强度和抗氧化性。

GH3030 (中国牌号)：相当于苏联ЭИ435，固溶强化板材合金。

沉淀强化型：

Inconel 718 (UNS N07718)：应用最广泛的高温合金之一，综合性能好，工艺性能优异，用于涡轮盘、叶片、紧固件等。

Inconel 713C：铸造合金，良好的铸造性能和中高温强度，用于涡轮叶片。

Inconel 738LC：高性能铸造合金，用于燃气轮机涡轮叶片。

Waspaloy (UNS N07001)：高强度、抗蠕变，用于涡轮盘、叶片。

Rene 41 (UNS N07041)：高温强度极高，用于高应力部件。

Rene 80：高性能铸造合金。

Rene 88DT：粉末冶金盘件合金。

Udimet 500 / 700 / 720：高强度铸造/变形合金系列。

Mar-M247：高性能铸造合金，用于叶片。

CMSX-4 / -6 / -10：单晶合金系列，性能顶尖，用于先进发动机涡轮叶片。

PWA 1483 / 1484：普惠公司单晶合金。

RR3000 (Rolls-Royce)：罗罗公司单晶合金系列。

GH4169 (中国牌号)：相当于Inconel 718。

GH4099 (中国牌号)：相当于Inconel 718的改进型。

GH4738 (中国牌号)：相当于Waspaloy。

GH4141 (中国牌号)：相当于Rene 41。

DD4 / DD6 / DD9 / DD10 / DD32 / DD33 (中国牌号)：国产单晶合金系列。

ЭП742 (俄罗斯牌号)：镍基铸造合金。

ЖС6К (俄罗斯牌号)：镍基铸造合金。

ВЖЛ12У (俄罗斯牌号)：镍基粉末冶金合金。

氧化物弥散强化型 (ODS):

Inconel MA754 / MA758 / MA6000：通过机械合金化引入氧化物颗粒（如Y2O3）强化，具有极高的高温蠕变强度。

二、铁基高温合金 (铁镍基)

固溶强化型：

Incoloy 800 / 800H / 800HT (UNS N08800 / N08810 / N08811)：良好的高温强度和抗氧化、抗渗碳性，用于热交换管、炉用部件。

Incoloy 825 (UNS N08825)：优异的耐腐蚀性，特别是耐酸腐蚀。

RA330 (UNS N08330)：高温抗氧化、抗渗碳性优异。

沉淀强化型：

Incoloy 901 (UNS N09901)：高强度合金，用于涡轮盘、紧固件。

A-286 (UNS K66286)：最常用的铁基沉淀强化合金之一，用于涡轮盘、紧固件、叶片（较低温部分）。

Pyromet 860 (UNS K58600)：类似A-286。

GH2132 (中国牌号)：相当于A-286。

GH2901 (中国牌号)：相当于Incoloy 901。

GH2984 (中国牌号)：国产高性能铁镍基合金。

ЭП202 / ЭИ702 (俄罗斯牌号)：沉淀强化铁基合金。

ЭК79 (俄罗斯牌号)：沉淀强化铁基合金。

三、钴基高温合金

特点：耐热腐蚀（特别是含硫环境）性能优异，高温蠕变强度高，焊接性好。多用于导向叶片、燃烧室衬套等高温静止部件。

典型牌号：

Haynes 188 (UNS R30188)：固溶强化合金，综合性能好，抗氧化、耐热腐蚀。

Haynes 25 (L-605, UNS R30605)：经典钴基合金，强度高。

Stellite 6 / 21 / 31：司太立合金系列，以耐磨性著称，常用于耐磨涂层和耐磨部件，也具有良好的高温性能。Stellite 21/31耐热腐蚀性好。

FSX-414：铸造合金，用于导向叶片。

MAR-M 509 / 302 / 918：铸造钴基合金系列。

ЭП617 / ЭК88 (俄罗斯牌号)：沉淀强化钴基合金。

K40S / K44 (中国牌号)：铸造钴基合金。

选择高温合金牌号的关键因素

使用温度： 不同合金的最高使用温度差异很大。

承受应力： 是静态负载、动态负载还是循环负载？

环境： 氧化气氛？还原气氛？含硫、钒等腐蚀性介质？热腐蚀风险？

部件类型与工艺： 铸造件？锻造件？板材？是否需要焊接？粉末冶金？

成本： 钴基、单晶镍基等成本很高。

总结

以上列举的只是部分常见且有代表性的牌号，实际应用中的牌号极其繁多，各大材料供应商（如SMC, Haynes, ATI, Cannon-Muskegon等）和发动机制造商（GE, P&W, RR等）都有自己的专有牌号体系。在选择时，必须根据具体的应用工况、设计要求和成本预算，查阅详细的材料性能数据手册或咨询材料专家。