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GH3030合金在航空发动机中的应用
GH3030是一种早期开发的高温合金,其化学成分为80%镍和20%铬。在800℃以下具有非常出色的热强度和高塑性,同时还表现出优异的抗氧化、热疲劳、冷冲压和焊接性能。该合金经过固溶处理后形成单相奥氏体,在使用的过程中保持了稳定的组织架构。其基本的产品包括冷轧薄板,同时也可供应棒材、环件、丝材和管材等各种形状的产品。GH3030大多数都用在涡轮发动机燃烧室部件,以及要求在1100℃以下具备抗氧化性能但受载较小的其他高温部件。
该合金的固溶温度范围为980~1020℃,冷却方式因产品不同而异,热轧板、冷轧薄板和环坯采用空冷,冷镦用丝材和冷拉棒材采用水冷或空冷,而管材则采用水冷。
可以生产多种规格的变形产品。棒材和环坯不经过热处理交货;热轧板和冷轧薄板及管材经过固溶和酸洗后供应;焊丝可以交付时处于冷拉状态、固溶和酸洗状态或半硬状态;冷镦用丝材可以交付时处于固溶、酸洗状态成盘状或直条状、固溶直条状磨光或冷拉状态;管材在固溶、酸洗状态交货;冷拉棒可以以退火、退火加酸洗、退火加磨光或冷拉状态交货。
该合金能够使用电弧炉熔炼或电弧炉熔炼加电渣重熔,也能够正常的使用非真空感应炉加电渣重熔、真空电弧重熔或真空双联工艺进行熔炼与铸造。
GH3030合金已经在航空发动机上经历了长期的使用测试,大多数都用在燃烧室、加力燃烧室零部件以及机匣安装边等零部件。
在经过1000℃固溶处理后,该合金形成单相奥氏体组织,同时还存在少量的TiC和Ti(CN)。在700~800℃长期时效后,会析出Cr、C₃型碳化物,但析出量较少,对合金性能的影响不大。
GH3030合金拥有非常良好的焊接性能,可进行氩弧焊、点焊、缝焊或钎焊。氩弧焊时,熔池流动性和成形性能都很好,裂纹倾向性小。接触焊时具有广泛的规范参数范围。此外,该合金还可与其他合金如1Cr18Ni9Ti、GH1140、GH3039、GH3044、GH3128等进行焊接。
航空工厂中零件的中间热处理和最终热处理制度为固溶1000℃,保温5~10分钟,然后采用空冷或水冷方式冷却。若需要零件具有更高的热强度,可以将最终固溶处理温度提高到1150℃。
热处理后,零件表面的氧化皮能够最终靠吹砂或酸洗方法清除。酸洗时,能够正常的使用HF-H₂SO₄-HNO₃水溶液的单一酸洗工艺,也可以再一次进行选择NaOH-NaNO₃和H₂SO₄-NaCl-H₂O溶液的复合碱酸洗工艺。
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