GH5605高温合金性能分析与研究

高温合金概述；

高温合金是指由铬、钼、钴、镍、钛、钨、硼、铈、锆等元素组成，具有优异的高温抗氧化性、优异的耐热性、耐腐蚀性和抗疲劳性，良好的拉伸性和断裂韧性等综合性能，又被称为“超合金”，能在极端环境下长期工作的一类金属材料、因此广泛应用于航空航天、海洋船舶、石油化工、核工业领域和能源领域。

言归正传下面我们来说说─── GH5605固溶强化变形高温合金  

GH5605是一种Co-Cr-Ni基固溶强化变形高温合金，其使用温度低于1000℃。在合金中加入20% W (Cr)和15% W (W)进行固溶强化。该合金在815℃以下具有适中的持久和蠕变强度，在1090℃以下具有优异的抗氧化性，并具有良好的加工和焊接性能。

材料牌号

GH5605(GH605)。

相近牌号

L605、HS25、WF-11、AIS1670、UNSR30605(美),KC20WN(法)。

材料技术标准

GB/T 14992 高温合金和金属间化合物高温材料的分类和牌号

HB/Z140 航空用高温合金热处理工艺

辽新6-0041 GH605合金热轧板材、冷轧薄板和带材

QJ/DT 01.63025 GH605合金冷轧带材(硬态)新产品技术条件

QJ/DT 01.63073 GH605合金冷拉棒材技术条件

QJ/DT 01,63079航空发动机用GH605合金热轧棒材技术条件

GH5605化学成分：

碳C：0.05~0.15

硅Si：≤0.40

锰Mn：1.00~2.00

磷P：≤0.40

硫 S：≤0.03

铬Cr:19.00~21.00

镍Ni：9.00~11.00

钴Co：余

氮N：~

铜Cu：~

铁Fe：≤3.00

铌Nb：~  

熔炼工艺；

采用电弧炉+电渣重熔、或非真空感应炉+电渣重熔、或真空感应炉+电渣重熔熔炼工艺。

热处理制度；

摘自HB/Z140、辽新6-0041、QJ/DT 01.63025、QJ/DT 01.63073、QJ/DT 01.63079和参考文献[1],各品种的标准热处理制度为：

a)热轧棒，1200℃～1230℃/快冷，HB≤282;

b)冷拉棒，1177℃～1232℃/空冷或快速冷却；

c)热轧板、冷轧薄板、带材、丝材，1175℃～1230℃,以不低于空冷速率冷却；其中：(d)≤3mm,保温8min～10min,δ(d)3mm～5mm,保温15min～20min;HB≤290HV;

d)锻制棒材、环形件，1175℃～1230℃/快速空冷或水冷；HB<248;

e)焊接件去应力退火，1165℃～1185℃/以不低于空冷速率冷却；其中：8(d)≤3mm,保温8min～10min;8(d)3mm～5mm,保温15min～20min。

GH5605的热变形过程；

GH5605合金在热压缩变形期间的真实应变。力的真应变曲线属于加工硬化+动态回复型，真应力真应变曲线主要分为三个阶段，即I剧烈加工硬化阶段、II平缓加工硬化阶段和III稳定流变阶段。

Arrhenius本构模型对GH5605合金本构模型的相关系数(R)和平均相对误差(δ)分别为0.95和11.99%，预测高温下应力具有良好的相关性。

固溶温度对合金冲击的影响:

GH5605钴基高温合金固溶处理不能完全溶解碳化物析出相，出现大量孪晶组织。1170℃以下固溶处理后材料中仍保留原锻造组织中的碳化物分布区，材料晶粒尺寸随温度升高而增大，尤其是1230℃以上。

1)基于动态材料模型构建了GH5605合金的热加工图，并结合微观组织验证了该图的准确性。结果表明，应变速率为0.01 ~ 0.1s-1，温度为1055 ~ 1200℃。

2)GH 5605钴基高温合金经1200℃固溶处理后，强度高，屈强比最小，延伸率、面积收缩率好，硬度高，冲击性能最好，冲击吸收能约为183 J，具有良好的综合力学性能。是一种理想的固溶热处理制度，能满足产品的使用要求。

3) 影响 GH5605 钴基高温合金性能的主要因素包括晶粒大小、碳化物析出相溶解、孪晶体积分数及分布等。

总之，随着科学技术的不断进步和应用要求的不断提高和人类对能源、工业的需求不断增长，在未来，相信这种材料必将拥有一个更广泛的应用和更广阔的发展前景，为各种重要领域提供更加安全、可靠、高效的解决方案。