GH1131（GH131）
GH131
管材|
GH131
棒材
GH131
板材|
GH131
鍛件
GH131
絲材|
GH131
帶材
GH131
法蘭|
GH131
光亮棒
概述
GH131是一種以鎢、鉬、鈮、氮等元素複合固溶強化的高效能鐵基高溫合金，含鎳量約為28%，但其熱強性水平卻與GH3044合金。合金具有良好的熱加工塑性和焊接、冷成型工藝效能。主要品種主要產品有冷軋薄板、熱軋中板、棒材、扁鋼和絲材等。可用於製作在700～1000℃短時工作的火箭發動機和在700病理學750℃長期工作的航空發動機的高溫部件。
GH131
熱處理制度
熱軋板和冷軋薄板為：1130～1170℃，空冷；棒材為：1160℃±10℃，空冷處理。
GH131
品種規格與狀態
冷軋薄板、熱軋板、棒材、焊絲等。熱軋板和冷軋薄板經固溶處理、酸洗、矯正及切邊後供應；棒材不經熱處理供應；焊絲於冷拉狀態、熱處理及酸洗狀態或半硬態供應。
GH131
熔鍊與鑄造工藝
合金採用非真空感應爐加電渣重熔或電弧熔鍊加電渣重熔工藝生產。
GH131
應用概況與特殊要求
該合金主要用作火箭發動機高溫部件。在航空發動機上，已製成加力燃燒室可調噴口殼體和調節片等零部件，並投入生產。與同類用途的鎳基合金相比，合金的高溫抗氧化性的組織穩定性較差，在700～900℃長期使用後室溫塑性下降，成形效能變差。
1.1、
GH131
材料牌號
1.2、
GH131
相近牌號
Х21Н28В5М3БАР，ЭЛ126，ВЖ100（俄羅斯）
1.3、
GH131
材料的技術標準
GB/T14992-1994《高溫合金牌號》
GB/T14995-1994《高溫合金熱軋鋼板》
GJB 1952-1994《航空用高溫合金冷軋薄板規範》
GJB 2612-1996《焊接用高溫合金冷拉絲材規範》
YB/T5245-1993《普通承力件用高溫合金熱軋和鍛制棒材》
表1-1
注：B按計算量加入，不分析。
GH1131
物理及化學效能
2.1、熱效能
2.1.1、熔化溫度範圍
2.1.2、熱導率
表2-1
2.1.3、
GH1131
線膨脹係數
表2-2
2.2、
GH1131
密度
ρ=8。33g/cm3
2。3、
2.3、
GH1131
電性阻率
表2-3
2.4、
GH1131
磁能型
合金無磁性
2.5、
GH1131
化學效能
2.5.1、抗氧化效能
合金在空氣介質中試驗100h的氧化速率和晶界氧化深度見表2-4。
表2-4
GH1131
組織結構
4.1、相變溫度
4.2、時間-溫度-組織轉變曲線
4.3、
GH1131
合金組織結構
合金在固溶狀態的組織除奧氏體基體外，還有一次Z向［（W，Nb）CrN］和微量NbC，其總量約佔合金的1。43%，以雜質式均勻分佈。合金經700~950℃，20h長期時效後，析出L相和少量M6C相，Z向也有補充析出，但隨著時效時間的延長，析出變化不大。L相屬FeM0型，800℃是L相的析出高峰，900℃開始回溶。M6C在950℃時效時析出量較多，其他時效溫度的析出量不變。
GH1131
工藝效能與要求
5.1、成形效能
鋼錠鍛造加熱溫度為1120℃±20℃，開鍛溫度大於980℃，終鍛溫度不低於900℃，一次加熱的變形程度為40%。板坯軋製加熱溫度為1150℃±20℃，開軋溫度大於1050℃，終軋溫度不低於900℃，最後一道壓下率不小於10%，薄板熱軋的粗軋加熱溫度為1160℃±10℃，精軋加熱溫度為1060℃±10℃，開軋溫度大於1000℃，終軋溫度不低於800℃，熱軋的火次及道次不限。中間淬火溫度為1150℃±10℃。冷軋壓下率為20%~30%，平整量為1%~3%。
5.2、
GH1131
焊接效能
合金具有良好的焊接效能，可採用點焊，縫焊和氬弧焊等方法進行連線，並可獲得伴以的接頭溫度。該合金可與GH3030，GH3039，GH3044和GH1140等合金焊接，接頭效能良好。
5.3、
GH1131
零件熱處理工藝
板材零件的最終熱處理溫度為1150℃±10℃或1080℃~1120℃，中間熱處理溫度為1000℃±10℃。空冷。
5.4、
GH1131
表面處理工藝
合金薄板在軟化熱處理和成品熱處理後，未清除板的氧化皮均需進行鹼、酸洗，而對成品熱處理的薄板進行鹼、酸洗外，還要進行白化處理。
化學元素對鋼效能的影響
1、碳（C）：鋼中含碳量增加，屈服點和抗拉強度升高，但塑性和衝擊性降低，當碳量0。23%超過時，鋼的焊接效能變壞，因此用於焊接的低合金結構鋼，含碳量一般不超過0。20%。碳量高還會降低鋼的耐大氣腐蝕能力，在露天料場的高碳鋼就易鏽蝕；此外，碳能增加鋼的冷脆性和時效敏感性。
2、矽（Si）：在鍊鋼過程中加矽作為還原劑和脫氧劑，所以鎮靜鋼含有0。15－0。30%的矽。如果鋼中含矽量超過0。50-0。60%，矽就算合金元素。矽能顯著提高鋼的彈性極限，屈服點和抗拉強度，故廣泛用於作彈簧鋼。在調質結構鋼中加入1。0－1。2%的矽，強度可提高15－20%。矽和鉬、鎢、鉻等結合，有提高抗腐蝕性和抗氧化的作用，可製造耐熱鋼。含矽1－4%的低碳鋼，具有極高的導磁率，用於電器工業做矽鋼片。矽量增加，會降低鋼的焊接效能。
3、錳（Mn）：在鍊鋼過程中，錳是良好的脫氧劑和脫硫劑，一般鋼中含錳0。30－0。50%。在碳素鋼中加入0。70%以上時就算“錳鋼”，較一般鋼量的鋼不但有足夠的韌性，且有較高的強度和硬度，提高鋼的淬性，改善鋼的熱加工效能，如16Mn鋼比A3屈服點高40%。含錳11－14%的鋼有極高的耐磨性，用於挖土機剷鬥，球磨機襯板等。錳量增高，減弱鋼的抗腐蝕能力，降低焊接效能。
4、磷（P）：在一般情況下，磷是鋼中有害元素，增加鋼的冷脆性，使焊接效能變壞，降低塑性，使冷彎效能變壞。因此通常要求鋼中含磷量小於0。045%，優質鋼要求更低些。
5、硫（S）：硫在通常情況下也是有害元素。使鋼產生熱脆性，降低鋼的延展性和韌性，在鍛造和軋製時造成裂紋。硫對焊接效能也不利，降低耐腐蝕性。所以通常要求硫含量小於0。055%，優質鋼要求小於0。040%。在鋼中加入0。08-0。20%的硫，可以改善切削加工性，通常稱易切削鋼。
6、鉻（Cr）：在結構鋼和工具鋼中，鉻能顯著提高強度、硬度和耐磨性，但同時降低塑性和韌性。鉻又能提高鋼的抗氧化性和耐腐蝕性，因而是不鏽鋼，耐熱鋼的重要合金元素。
7、鎳（Ni）：鎳能提高鋼的強度，而又保持良好的塑性和韌性。鎳對酸鹼有較高的耐腐蝕能力，在高溫下有防鏽和耐熱能力。但由於鎳是較稀缺的資源，故應儘量採用其他合金元素代用鎳鉻鋼。
8、鉬（Mo）：鉬能使鋼的晶粒細化，提高淬透性和熱強效能，在高溫時保持足夠的強度和抗蠕變能力（長期在高溫下受到應力，發生變形，稱蠕變）。結構鋼中加入鉬，能提高機械效能。還可以抑制合金鋼由於火而引起的脆性。在工具鋼中可提高紅性。
9、鈦（Ti）：鈦是鋼中強脫氧劑。它能使鋼的內部組織緻密，細化晶粒力；降低時效敏感性和冷脆性。改善焊接效能。在鉻18鎳9奧氏體不鏽鋼中加入適當的鈦，可避免晶間腐蝕。
10、釩（V）：釩是鋼的優良脫氧劑。鋼中加0。5%的釩可細化組織晶粒，提高強度和韌性。釩與碳形成的碳化物，在高溫高壓下可提高抗氫腐蝕能力。
11、鎢（W）：鎢熔點高，比重大，是貴生的合金元素。鎢與碳形成碳化鎢有很高的硬度和耐磨性。在工具鋼加鎢，可顯著提高紅硬性和熱強性，作切削工具及鍛模具用。
12、鈮（Nb）：鈮能細化晶粒和降低鋼的過熱敏感性及回火脆性，提高強度，但塑性和韌性有所下降。在普通低合金鋼中加鈮，可提高抗大氣腐蝕及高溫下抗氫、氮、氨腐蝕能力。鈮可改善焊接效能。在奧氏體不鏽鋼中加鈮，可防止晶間腐蝕現象。
13、鈷（Co）：鈷是稀有的貴重金屬，多用於特殊鋼和合金中，如熱強鋼和磁性材料。
14、銅（Cu）：武鋼用大冶礦石所煉的鋼，往往含有銅。銅能提高強度和韌性，特別是大氣腐蝕效能。缺點是在熱加工時容易產生熱脆，銅含量超過0。5%塑性顯著降低。當銅含量小於0。50%對焊接性無影響。
15、鋁（Al）：鋁是鋼中常用的脫氧劑。鋼中加入少量的鋁，可細化晶粒，提高衝擊韌性，如作深衝薄板的08Al鋼。鋁還具有抗氧化性和抗腐蝕效能，鋁與鉻、矽合用，可顯著提高鋼的高溫不起皮效能和耐高溫腐蝕的能力。鋁的缺點是影響鋼的熱加工效能、焊接效能和切削加工效能。
16、硼（B）：鋼中加入微量的硼就可改善鋼的緻密性和熱軋效能，提高強度。
17、氮（N）：氮能提高鋼的強度，低溫韌性和焊接性，增加時效敏感性。
18、稀土（Xt）：稀土元素是指元素週期表中原子序數為57-71的15個鑭系元素。這些元素都是金屬，但他們的氧化物很象“土”，所以習慣上稱稀土。鋼中加入稀土，可以改變鋼中夾雜物的組成、形態、分佈和性質，從而改善了鋼的各種效能，如韌性、焊接性，冷加工效能。在犁鏵鋼中加入稀土，可提高耐磨性。