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一、GH5188(GH188)概述
GH5188是固溶強化型鈷基高溫合金，加入14%的鎢固溶強化，使合金具有優良的高溫熱強性，添加較
高含量鉻和微量鑭，使合金具有良好的高溫抗氧化性能，同時具有滿意的成形、焊接等工藝性能，適于制造
航空發動機上在980℃以下要求高強度和在1100℃以下要求抗氧化的零件。也可在航天發動機和航天飛機
上使用。可生產供應各種變形產品，如薄板、中板、帶材、棒材、鍛件、絲材以及精密鑄件。
1.1 GH5188(GH188)材料牌號 GH5188(GH188)。
1.2 GH5188(GH188)相近牌號 Haynes Alloy No.188(HA188),UNSR30188(美國),KCN22W(法國)。
1.3 GH5188(GH188)材料的技術標準
1.4 GH5188(GH188)化學成分 見表1-1。
表1-1 %
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C |
Cr |
Ni |
Co |
W |
Fe |
B |
La |
|
0.05～0.15 |
20.0～24.0 |
20.0～24.0 |
余 |
13.0～16.0 |
≤3.0 |
≤0.015 |
0.03～0.12 |
|
Mn |
Si |
P |
S |
Ag |
Bi |
Pb |
Cu |
|
不大于 |
|||||||
|
≤1.25 |
0.20～0.50 |
0.020 |
0.015 |
0.0010 |
0.0001 |
0.0010 |
0.07 |
1.5 GH5188(GH188)熱處理制度 熱軋板材1170～1190℃，空冷；冷軋帶材和板材1165～1230℃，快
速空冷；棒材和鍛件1180℃±10℃，快速空冷。
1.6 GH5188(GH188)品種規格與供應狀態 供應δ0.5～4mm的冷軋薄板、δ4～14mm的熱軋中板、δ
0.05～0.8mm的冷軋帶材，及各種尺寸的棒材、鍛件、焊絲及精密鑄件。板材經固溶處理、酸洗、矯直和
切邊后供應；帶材經固溶處理、酸洗、切邊后成卷供應；板材經固溶處理后磨光或車光交貨；鍛件于固溶狀
態供應；精鑄件于鑄態交貨。
1.7 GH5188(GH188)熔煉與鑄造工藝 合金采用真空感應熔煉加電渣重熔或真空電弧重熔工藝生產。精密
鑄件采用真空感應熔煉后由母合金錠真空重熔澆鑄而成。
1.8 GH5188(GH188)應用概況與特殊要求 該合金在國外廣泛應用于制造燃氣渦輪及導彈的高溫部件，
如燃燒室、尾噴管及核能工業中的熱交換器等零部件。在國內用該合金制成的航空發動機燃燒室火焰筒和導
向葉片等高溫部件已通過長期試車考驗，并投入生產應用。用該合金板材加工成零件的制造工藝中，任何工
序（如熱處理、焊接等）均應防止滲碳及銅污染，以免損害合金的力學性能和耐蝕性能。
二、GH5188(GH188)物理及化學性能
2.1 GH5188(GH188)熱性能
2.1.1 GH5188(GH188)熔化溫度范圍 1300～1360℃[1]。
2.1.2 GH5188(GH188)熱導率 見表2-1。
表2-1[2]
|
θ/℃ |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
1000 |
|
λ/(W/(m·℃)) |
12.23 |
15.32 |
18.30 |
20.81 |
22.90 |
25.04 |
26.50 |
27.88 |
29.06 |
2.1.3 GH5188(GH188)比熱容 見表2-2。
表2-2[2]
|
θ/℃ |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
1000 |
|
c/(J/(kg·℃)) |
208 |
425 |
454 |
484 |
513 |
534 |
554 |
571 |
588 |
600 |
2.1.4 GH5188(GH188)線膨脹系數 見表2-3。
表2-3[2]
|
θ/℃ |
20～100 |
20～200 |
20～300 |
20～400 |
20～500 |
20～600 |
20～700 |
20～800 |
20～900 |
20～1000 |
|
α/10-6℃-1 |
11.8 |
12.4 |
12.9 |
13.4 |
13.7 |
14.4 |
14.8 |
15.2 |
15.7 |
16.2 |
2.1.5 GH5188(GH188)熱擴散率見表2-4。
表2-4[2]
|
θ/℃ |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
1000 |
|
Q/(10-6m2/s) |
3.15 |
3.70 |
4.15 |
4.45 |
4.70 |
4.95 |
5.10 |
5.20 |
5.30 |
2.2 GH5188(GH188)密度 ρ=9.09g/cm3[2]。
2.3 GH5188(GH188)電性能 合金電阻率見表2-5。
表2-5[2]
|
θ/℃ |
20 |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
1000 |
|
ρ/(10-6Ω·m) |
1.051 |
1.056 |
1.100 |
1.133 |
1.143 |
1.171 |
1.192 |
1.199 |
1.204 |
1.213 |
1.226 |
2.4 GH5188(GH188)磁性能 合金無磁性。
2.5 GH5188(GH188)化學性能
2.5.1 GH5188(GH188)抗氧化性能
2.5.1.1 GH5188(GH188)在空氣介質中試驗100h的氧化速率見表2-6。
表2-6[2]
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θ/℃ |
900 |
1000 |
1100 |
|
氧化速率/(g/m2·h) |
0.021～0.034 |
0.081～0.098 |
0.125～0.128 |
2.5.1.2 GH5188(GH188)GH5188、GH3536和GH605三種合金刀餓楔形樣式，在爐中的高溫靜止空氣
中在指定溫度下試驗1h后，在空氣中冷卻不少于40min，總的循環次數為100周；另一組試樣在轉速為1000r/min的旋轉式燃燒裝置中作循環氧化試驗，在指定溫度下于0.3馬赫的燃燒產物中保持1h，然后以
0.7馬赫的冷空氣吹3min，交替試驗100周后試樣的重量損失見圖2-1。
2.5.2 GH5188(GH188)耐腐蝕性能 在含有硫酸鈉和氯化鈉等污染物的環境中，該合金的耐腐蝕能力優于
鎳基合金GH3536。GH5188等5種合金板材，在燃氣速度為4m/s，燃燒空氣中含5×10-6和5×10-5海鹽，№.2號燃油中含0.3%～0.45%硫，空氣-油的比例為30：1，試驗時試樣旋轉，并每隔1h試樣從900℃用
冷空氣吹冷至260℃以下，如此在燃燒裝置上循環試驗200h后的動態熱腐蝕試驗結果見圖2-2。
