GH2132简介：该合金是Fe-25Ni-15Cr基高温合金，加入钼、钛、铝、钒及微量硼综合强化。在650℃以下具有高的屈服强度和持久、蠕变强度，并且具有较好的加工塑性和满意的焊接性能。适合制造在650℃以下长期工作的航空发动机高温承力部件。

高温合金是指以铁、镍、钴为基，能在600℃以上的高温及一定应力作用下长期工作的金属材料。高温合金具有较高的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，良好的抗疲劳性能、断裂韧性、塑性等综合性能，故在英美称之为超合金(Super-alloy)。高温合金制造的部件能在高速动载荷及高温氧化气氛或燃气条件下长期工作，因此高温合金广泛应用于航空航天、舰船、原子能、机车以及石油和化学等工业[2~4]。

这篇文章的主要目的是研究GH3030高温合金的部分性能。CH3030高温合金是一种具有早期发展的合金，主要由80%的镍和20%的铬组成。它采用了固溶强化的方式，其中γ'相是主要的强化因素。此外，合金还添加了钛、锰等元素以增强其性能，并含有少量的铝和较低的碳含量。铝的微量存在可以强化亚稳定的γ'[Ni₃(Ti,Al)]相，而微量的铝和镁可以抑制γ'相向η-Ni₃Ti相的转变。

(1)微量元素Al的含量难以控制Al元素的添加可以提高GH3030高温合金的拉伸性能，其含数量一般控制在0.30%以下，过高会使材料性能恶化，即使在0.30%以内，其性能也会发生很大变化。基于此，需要深入研究以确定Al的最佳含量[5]。

（2）热处理系统优化GH3030高温合金的固溶温度和固溶时间对合金的组织和性能有很大影响。炉温的微波动和固溶时间的不准确控制将极大地影响合金的性能。

本文结合实际，从材料自身的性能出发，参考该领域的研究成果，主要进行以下项目的研究：

(1)合金元素Al的添加对GH3030高温合金室温拉伸性能的影响规律。

(2)不同固溶温度及固溶时间对合金力学性能的影响规律[6]。

1 试验原理与试验方法

1.1 试验材料

本试验所用GH3030合金在宝钢集团上钢五厂冶炼，试样的名义化学成分如表1所示。

2试验方法

使用JB-300B冲击试验机，对一块梅氏V形缺口标准试样进行一次摆锤冲击弯曲试验。我们使用KQC-1000微机控制屏显液压万能拉伸试验机，在室温条件下进行静载荷测试。

进行拉伸实验时，所使用的试样为标准样本，其直径为10毫米、初始长度为100毫米、断裂长度为120毫米。使用HXD-1000TMC显微硬度计来测量硬度，每个样品进行两个点的测量，每个点进行两次测量。进行了金相分析，以研究试样的断面。

2 试验结果及讨论

从表2可以看出，当Al含量为0.15%时，抗拉强度Rm达到最大值757MPa；当Al含量为0.15%时，屈服强度R₂达到最大值382MPa。在试验范围内，随着Al含量的提高，断后伸长率A和断面收缩率Z也随之升高。然而，当Al的含量达到0.15%时，这种增加就要缓慢得多，并最终趋向稳定。总结一下，GH3030高温合金在Al的含量达到0.15%时，室温拉伸性能达到最佳状态。

从表3中可以看出，当温度达到1010 ℃时。抗拉强度Rm达到最大值757 MPa;当温度达到1010℃时随着固溶温度的升高，材料的屈服强度R₂可达到最大值382MPa。随后，断后伸长率A逐渐上升，最终可达42%。同时，断面收缩率Z也随着固溶温度的提高而增加，在测量范围内可达到52%的最大值。当温度升至1010℃时，显微硬度可达到最大值207.2HV；冲击韧度最高可达233J/cm²。总结一下，当温度达到1010℃时，GH3030高温合金的室温综合力学性能最好。

从表4中可以看到，在固溶时间为10分钟时，抗拉强度Rm可达757兆帕的最大值；而在固溶时间为10分钟时，屈服强度Rm.2可达382兆帕的最大值；不同的固溶时间对断后伸长率A的变化不大，总体上呈现先增加，然后趋于平衡的趋势；随着固溶时间的增加，断面收缩率Z也会增加。综上所述，固溶时间为10min时，GH3030高温合金室温综合力学性能最佳。图1至图8展示了不同状态下合金的显微结构。

由图可以看出，材料中有大量的奥氏体孪晶和部分第二相颗粒存在

。由于GH3030高温合金为固溶强化型合金，而且还有部分第二相颗粒存在，所以其硬度较高。但是这些大量的奥氏体孪晶的存在，使其具有较好的塑性，正是这些综合作用使GH3030高温合金的综合力学性能得以提高。

4结论

(1)在特定范围内添加微量的铝合金元素能够提高合金在室温下的拉伸性能。当Al的百分比在某种物质中达到一定水平时，会引发一系列的化学反应。

0.当含有15%的Al时，合金的抗拉强度Rm和屈服强度Rp.2都达到最高值，分别为757MPa和382MPa。随着Al的含量增加，合金的塑性增强，并逐渐趋于稳定状态。在Al含当量为0.15%时，合金的综合性能表现良好，其相关数值如下：抗拉强度Rm为757MPa，屈服强度R.2为382MPa，延伸率A为42%，断面收缩Z为49%。

(2)合金的力学性能受固溶温度和固溶时间的影响较大。为了获得优异的综合力学性能，建议采取最佳固溶温度1010℃和固溶时间10分钟。在这种条件下，合金的α值可达233J/cm²，显微硬度也可达207.2HV。