GH3181材料介紹

材料概述

GH3181是一種高性能的鎳基高溫合金，屬于Ni - Cr基固溶強(qiáng)化型變形高溫合金，專為滿足航空航天、能源和化工等領(lǐng)域?qū)Σ牧系目量桃蠖O(shè)計。它適用于900°C - 1200°C的高溫環(huán)境，具有高強(qiáng)度、抗蠕變、抗氧化、耐腐蝕等性能，同時具備良好的機(jī)械和加工性能，適合制造復(fù)雜形狀的部件，且可進(jìn)行多種焊接操作，抗冷熱疲勞性能也較為出色。

化學(xué)成分

GH3181合金的化學(xué)成分經(jīng)過精心優(yōu)化，以確保其在高溫和腐蝕性環(huán)境下的性能。其主要化學(xué)成分如下表所示：

元素含量（質(zhì)量百分比）

鎳（Ni）余量

鉻（Cr）20.0 - 22.0%

鈦（Ti）2.5 - 3.5%

鋁（Al）3.0 - 4.0%

鉬（Mo）1.5 - 2.5%

鎢（W）1.0 - 2.0%

硅（Si）≤0.50%

錳（Mn）≤1.00%

碳（C）≤0.08%

磷（P）≤0.020%

其中，鉻（Cr）和鎳（Ni）的高含量賦予了合金優(yōu)異的抗氧化性和抗腐蝕性，而鈦（Ti）和鋁（Al）則通過形成γ'相強(qiáng)化相，顯著提高了合金的高溫強(qiáng)度。

性能特點

機(jī)械性能

室溫性能：抗拉強(qiáng)度≥1150MPa，屈服強(qiáng)度≥850MPa，延伸率≥15%，沖擊韌性≥27J/cm2，表明該合金在室溫下具有較高的強(qiáng)度和良好的塑性。

高溫性能：在700℃時，抗拉強(qiáng)度≥850MPa，持久強(qiáng)度（100小時）≥550MPa；在800℃時，抗拉強(qiáng)度≥650MPa，持久強(qiáng)度（100小時）≥450MPa。即使在高溫環(huán)境下，仍能保持較高的強(qiáng)度和韌性，適用于長期高溫運(yùn)行的部件。

疲勞性能：在室溫下，疲勞極限可達(dá)450MPa，疲勞壽命長，適用于承受交變載荷的部件。

物理性能

抗氧化性：在高溫氧化環(huán)境下，其表面能夠形成致密的氧化膜，有效阻止氧的進(jìn)一步擴(kuò)散，從而延長部件的使用壽命。

抗腐蝕性：在含硫、氯等腐蝕性介質(zhì)中，表現(xiàn)出優(yōu)異的抗腐蝕性能，能夠有效抵抗化學(xué)侵蝕。

熱處理工藝

固溶處理：在1120℃ - 1160℃的溫度范圍內(nèi)保溫1 - 4小時，隨后快速冷卻（通常為空冷或水冷）。這一過程有助于溶解合金中的γ'相，獲得均勻的固溶體組織，從而提高合金的塑性和韌性。

時效處理：固溶處理后的合金通常需要進(jìn)行時效處理，以析出細(xì)小的γ'相，從而提高合金的強(qiáng)度。時效處理溫度一般為760℃ - 800℃，保溫時間根據(jù)具體要求而定，通常為16 - 24小時，隨后空冷。通過優(yōu)化熱處理工藝，可以進(jìn)一步提升GH3181合金的綜合性能，滿足不同應(yīng)用場景的需求。