GH2132耐腐蝕性GH2132硬度對應牌號UNS S66286

發(fā)布時間：2022-05-10 作者：焱狄金屬次數(shù)：1255次

GH2132
中國牌號GH2132(GH132)、A286、UNSS66286(美國)
GH2132 的化學成分 :

合金

鎳

鉻

鉬

硼

鐵

鋁

鈦

碳

錳

硅

釩

硫

GH2132

最小

13.5

1.0

0.001

余

1.75

1.0

0.10

最大

1.5

0.01

量

0.40

2.35

0.08

2.0

1.0

0.50

0.02

GH2132的物理性能:

密度	7.93 g/cm3
熔點	1364-1424℃

GH2132 在常溫下合金的機械性能的最小值:

合金狀態(tài)	抗拉強度 Rm N/mm2	屈服強度 RP0.2N/mm2	延伸率 A5 %
GH2132	950	680	28

GH2132特性及應用領域概述：
是一種高溫強度高、耐高溫氧化的合金材料。
廣泛用于制造航空發(fā)動機和工業(yè)燃氣渦輪機上的零部件，比如渦輪葉片、
加力燃燒室、緊固件等，在汽車發(fā)動機上也有廣泛應用。
GH2132主要特征：
在650°C以下具有高的屈服強度和持久、蠕變強度并且具有較好的加工塑性和滿意的焊接性能。
用途舉例：在650°C以下長期工作的航空發(fā)動機高溫承力部件，如渦輪盤等。
GH2132 金相組織結構：
該合金在標準熱處理狀態(tài)下，在γ基體上有球關均勻彌散的NI3(Ti,Al）型γ'相以及TiN,TiC,晶界有微量的M3B2，晶界附近可能有少量η相和L相。
GH2132工藝性能與要求：
1、該合金具有良好的可鍛性能，鍛造加熱溫度1140℃，終鍛900℃。
2、該合金的晶粒度平均尺寸與鍛件的變形程度、終鍛溫度密切相關。
3、合金具有滿意的焊接性能。合金于固溶狀態(tài)進行焊接，焊后進行時效處理。

試樣制備與實驗辦法
實驗材料為軋制態(tài)GH2132鐵基高溫合金，其化學成分見表1。選用電火花切割機在標準為d20mm的熱軋棒上截取尺寸為620mmX5mm的試樣，經機械研磨、拋光后，在自制的DL-50型氮化爐中進行低溫等離子體滲氮，滲氮氣體為NH，壓力為800~900Pa，滲氮溫度為723K，保溫時間為6h。滲氮后將試樣放入KS Y-4D-16型電阻爐中進行加熱保溫處理，加熱溫度分別為673，873，973K，保溫時間為5h。
GH2132鐵基高溫合金的化學成分(質量分數(shù))
Table 1 Chemical composition of GH2132Fe basedsuperalloy(mass%)
試樣經切割、鑲嵌、研磨、拋光和用由5gCuSO、50mLHCI、50mLH.O組成的溶液腐蝕后，在OLYMPUS-GX 51型光學顯微鏡上調查加熱保溫前后試樣橫截面的顯微安排，選用Philips XL-30型掃描電子顯微鏡(SEM) 及附帶的能譜僅(EDS) 進行微觀描摹調查和微區(qū)成分檢測。使用Rigaku DMax-Ultima型X射線衍射僅(XRD) 分析不同溫度保溫后滲氮層的物相組成，選用鋼靶，K。射線，管電壓為40kV，管電流為40mA，掃描步長為0.02°，掃描速率為8(°) ·min，選用MH-6L型顯微硬度計測不同溫度保溫前后滲氮層的外表硬度，載荷為1N，保載時間為5s。在由核算機控制的CHI660D型電化學作業(yè)站上進行電化學測驗，作業(yè)電極為待測驗樣，輔助電極為鉑片，參比電極為飽滿甘汞電極，腐蝕溶液為質量分數(shù)3.5%的NaCl溶液。

實驗成果與評論
截面描摹
(a)能夠看出：加熱保溫前，實驗合金外表的滲氮層由外氮化層和內氮化層組成，外氮化層和內氮化層的厚度分別為7.3pm，外氨化層與內氨化層、內氮化層與基體之間有顯著的界面；外氮化層中可調查到滑移帶和晶界，并未發(fā)現(xiàn)點蝕或其他腐蝕特征，這標明滲氮層具有杰出的耐腐蝕功能。很多滑移帶的呈現(xiàn)標明過飽滿固溶氮導致滲層中存在較大的殘余應力。
(b)~(d)能夠看出：當加熱溫度為673K時，滲氮層的顯微安排未產生顯著變化，但內氮化層厚度略有添加，滲氮層厚度約10.8jm，外氮化層與內氮化層、內氮化層與基體之間的界面仍然清晰可見；當加熱溫度為873K時，內氮化層的厚度顯著添加，滲氮層厚度約11.6jm，外氨化層與內氨化層界面處的腐蝕溝槽顯著變淺，同時在氮化層的最表層呈現(xiàn)了厚度約1.5jm的黑層，且在外氮化層中的晶界處調查到少量的黑色物質，如圖中箭頭所示：當加熱溫度為973K時，滲氮層厚度約13.4pm，外氨化層已悉數(shù)呈黑色，與基體比較，內氮化層也已存在顯著的腐蝕色差。綜上可知，氮原子在加熱保溫進程中向基體和外表產生分散，導致滲氮層的厚度添加。d為滲氮層的總厚度，T為加熱溫度。能夠看出：不同溫度加熱后， Ind’與T-呈線性關系，該關系與氮的分散模型符合，闡明在加熱保溫進程中滲氨層中的氮分散是熱激活的進程。

物相組成和化學成分
能夠看出：實驗合金外表的滲氨層主要由氨在奧氏體中的過飽滿固溶體，即脹大奧氏體y、相組
成[+；與滲氨未加熱保溫的實驗合金比較，673K保溫5h后，實驗合金外表XRD譜中沒有新的衍射峰呈現(xiàn)，Y、相的衍射峰略向大角度偏移，這標明在673K保溫進程中Y、相未產生分化，這是因為合金元素在較低溫度下不能進行長程分散，阻止了合金氮化物的構成而構成的；873，973K保溫5h后，實驗合金外表呈現(xiàn)CrN相和基體奧氏體的衍射峰，并在基體奧氏體衍射峰的小角度側呈現(xiàn)衍射峰，構成伴峰現(xiàn)象[10，這闡明當加熱溫度升高到873K時，Y、相開始產生分化，生成晶格脹大程度較低的y相和CrN相；跟著加熱溫度的升高，y、相的衍射峰強度下降，且衍射峰向大角度方向偏移，這闡明跟著加熱溫度的升高，Y、相不斷產生分化，晶格脹大程度逐步下降，最終構成由奧氏體和CrN相組成的平衡安排。由圖3還能夠看出，當加熱溫度為873，973K時，實驗合金外表的XRD譜中呈現(xiàn)Fe CrO，和(Fe，Cr)O。的衍射峰，由此可知，在光學顯微鏡中調查到的實驗合金橫截面上的黑層主要是由鐵和鉻的氧化物及CrN組成。
式中：a。為未滲氮基體奧氏體y相的晶格常數(shù)；ay為滲氮后脹大奧氏體y、相的晶格常數(shù)。能夠看出：不同加熱溫度下y、相(200)晶面的晶格脹大率均高于y、相(111)晶面的，Y、相產生非均勻點陣脹大1-a，可知，選用d2oo核算得到y(tǒng)x相的晶格常數(shù)大于選用d核算得到的，因而不同加熱溫度下由yx(200)核算得到的晶格脹大率均高于由ys(111)核算得到的；隨加熱溫度的升高，Yx相的晶格脹大率下降，這是因為隨加熱溫度的升高，滲氮層中的氮原子向基體或外表分散，同時CrN相不斷分出，導致y、相中過飽滿氨的固溶度逐步下降而構成的。能夠看出：當加熱溫度為673K時，跟著距滲氮層外表間隔的添加，實驗合金外表滲氨層中的氮含量下降，氮濃度梯度顯著，外氨化層中氮的原子分數(shù)為10.01%~4.53%，而內氮化層中的氮含量較低；當加熱溫度為873K時，跟著距滲氮層外表間隔的添加，滲氮層中的氮含量先添加后下降，在距滲氮層外表2jm處的氮含量最大，這是因為滲氮層最表層呈現(xiàn)了鐵和鉻的氧化物而構成的。因為加熱溫度為973K時氮的分散趨勢與加熱溫度為873K時的相似，因而這里不作詳細評論。
硬度
由測驗成果可知，實驗合金的基體硬度為168HV。能夠看出：加熱保溫前實驗合金外表滲氮層的硬度為582HV，約為基體硬度的3倍；隨加熱溫度的升高，滲氮層硬度先增大后下降，并在加熱溫度為873K時到達最大，約為926HV，這主要與硬度較高(1093HVU) 的CrN相的沉淀分出有關：當加熱溫度為973K時，滲氮層的硬度略有下降，這是因為該溫度下滲氮層中的Y、相簡直已徹底分化而構成的，
耐腐蝕性
能夠看出：經不同工藝處理后實驗合金均無顯著鈍化區(qū)；不同溫度加熱后，實驗合金外表滲氮層的自腐蝕電流密度處于同一數(shù)量級，約為4×10A·cm；自腐蝕電位存在較大差異，未滲氮實驗合金外表的自腐蝕電位為一0.4V，滲氮后的自蝕電位增大至一0.2V，這闡明滲氮后其耐腐蝕性進步；不同溫度保溫后滲氮層的自腐蝕電位均比加熱保溫前的低，且在加熱溫度為873K時最低，并低于一0.4V，這是因為不同溫度加熱后，實驗合金外表滲氮層中分出CrN相，下降了基體中的鉻含量而導致的。
總結
(1)低溫等離子體滲氮后，GH2132鐵基高溫合金外表滲氮層主要由外氮化層和內氮化層組成；在不同溫度保溫處理后，隨加熱溫度的升高，滲氮層的厚度添加，
(2)GH2132鐵基高溫合金外表滲氮層主要由脹大臭氏體γN相組成；當加熱溫度為673K時，YN
相未產生分化；當加熱溫度為873，973K時，Y、相分化生成晶格脹大程度較低的Yx相和CrN相，且
隨加熱溫度的升高，Y、相的品格脹大率下降，最終構成由奧氏體和CrN相組成的平衡安排。
(3)隨加熱溫度的升高，滲氮層的硬度先增后降，并在加熱溫度為873K時到達最大，約為926HV；不同溫度加熱后滲氮層的耐腐蝕性均下降。

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