GH80A高温合金钢板材料性能分析

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品牌: 冶韩合金
镍合金: 标准|合格
单价: 面议
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供货总量: 999998 千克
所在地: 上海
有效期至: 长期有效
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产品详细说明

GH80A高温合金

一、概述

高温合金GH80A(对应国际牌号Nimonic 80A)是一种镍铬基沉淀硬化型高温合金,以γ'相(Ni₃(Al,Ti))为主要强化机制,专为高温、高应力环境设计。该合金以轧制钢板形式广泛应用于航空发动机、燃气轮机及能源装备领域,兼具优异的高温强度、抗氧化性及抗蠕变能力,长期服役温度可达800~850℃,是制造高温承力结构件的关键材料。
二、材料特性

高温强度与抗蠕变:
γ'相在高温下稳定析出,提供持久的沉淀强化效果,显著提升材料在高温高载荷下的抗变形能力。

抗氧化与耐腐蚀:
高铬含量促进致密Cr₂O₃氧化膜形成,有效抵御高温氧化、硫化及部分酸性介质侵蚀。
加工性能:
轧制钢板可通过冲压、焊接、切削等工艺成型,退火态材料延展性优异,适合复杂结构加工。

热稳定性:
在循环热应力下仍能保持组织稳定性,适用于频繁启停的高温设备。
三、化学成分

GH80A以镍(Ni)为基体,通过多元合金化平衡性能,主要成分包括:

镍(Ni):余量(占比约70%~75%)

铬(Cr):19%~22%(形成抗氧化保护层)

钛(Ti):2.3%~2.7%(主导γ'相形成)

铝(Al):1.0%~1.5%(协同强化γ'相)

铁(Fe):≤1.5%(杂质控制)

碳(C):≤0.10%(减少晶界脆化)

锰(Mn)、硅(Si)、铜(Cu):微量(均≤0.5%),确保加工性能与纯度。
四、物理与机械性能

密度:约8.19 g/cm³。

熔点:1320~1360℃。

热膨胀系数:14.5×10⁻⁶/℃(20~800℃)。

热导率:11.7 W/(m·K)(室温下)。

电阻率:1.25 μΩ·m(20℃)。

室温力学性能:

抗拉强度:≥900 MPa

屈服强度:≥600 MPa

延伸率:≥25%

高温性能:

800℃抗拉强度:≥450 MPa

800℃/100小时持久强度:≥200 MPa
五、制备工艺

熔炼与轧制:
采用真空感应熔炼(VIM)或电弧炉熔炼,经热轧、冷轧工艺制成钢板,厚度范围通常为0.5~50mm。

热处理:

固溶处理:1080~1120℃保温后快速冷却(水淬或空冷),溶解初始析出相。

时效处理:700~750℃保温8~16小时,促使γ'相均匀弥散析出,实现峰值强化。

表面处理:
可涂覆铝化物涂层或热障涂层(如YSZ),进一步增强抗氧化与隔热性能。

六、注意事项

焊接工艺:
推荐使用TIG焊或电子束焊,需采用GH80A专用焊丝,焊前预热至300~400℃,焊后需进行去应力退火。

加工硬化控制:
冷加工过程中需适时退火,避免因加工硬化导致的开裂或塑性下降。

环境限制:
长期暴露于含氯离子或强碱性环境时,需配合防腐涂层使用,防止局部腐蚀。

热处理敏感性:
时效温度与时间需精确控制,防止γ'相过度粗化或析出不足。
七、应用领域

航空发动机:
制造燃烧室火焰筒、涡轮外环及高温紧固件,耐受燃气冲刷与热疲劳。

燃气轮机:
用于发电机组叶片固定环、密封环等部件,提升高温密封性与结构可靠性。

能源装备:
超临界锅炉过热器支架、核反应堆热交换器板材,适应高压高温腐蚀环境。

化工设备:
高温反应器内衬、裂解炉连接件,抵抗渗碳与硫化腐蚀。

汽车工业:
涡轮增压器壳体、排气阀部件,满足轻量化与耐高温需求。
八、总结

高温合金GH80A钢板凭借其出色的高温综合性能与工艺适应性,成为现代工业中高温结构设计的“基石材料”。随着航空航天、清洁能源等领域对材料性能要求的不断提升,GH80A的优化方向将聚焦于微合金化(如添加铪、铼元素)与先进制备技术(如粉末冶金轧制)。未来,该合金有望在氢能储运、超音速飞行器等新兴领域拓展应用,持续推动高温材料技术的创新与突破。




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