航空航天用GH5188钴基变形高温合金钢性能
GH5188是固溶强化型钴基高温合金，加入14％的钨固溶强化，使合金具有X良的高温热强性，添加较高含量铬和微量镧，使合金具有良好的高温抗氧化性能，同时具有满意的成形、焊接等工艺性能，适于制造航空发动机上在980℃以下要求高强度和在1100℃以下要求抗氧化的零件。也可在航天发动机和航天飞机上使用。可生产供应各种变形产品，如薄板、中板、带材、棒材、锻件、丝材以及精密铸件。
GH5188(GH188)化学成分
表1-1 ％
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
GH5188(GH188)热处理制度 热轧板材1170～1190℃，空冷；冷轧带材和板材1165～1230℃，快速空冷；棒材和锻件1180℃±10℃，快速空冷。
GH5188(GH188)品种规格与供应状态 供应δ0.5～4mm的冷轧薄板、δ4～14mm的热轧中板、δ0.05～0.8mm的冷轧带材，及各种尺寸的棒材、锻件、焊丝及精密铸件。板材经固溶处理、酸洗、矫直和切边后供应；带材经固溶处理、酸洗、切边后成卷供应；板材经固溶处理后磨光或车光交货；锻件于固溶状态供应；精铸件于铸态交货。
GH5188(GH188)熔炼与铸造工艺 合金采用真空感应熔炼加电渣重熔或真空电弧重熔工艺生产。精密铸件采用真空感应熔炼后由母合金锭真空重熔浇铸而成。
GH5188(GH188)应用概况与特殊要求 该合金在国外广泛应用于制造燃气涡轮及导弹的高温部件，如燃烧室、尾喷管及核能工业中的热交换器等零部件。在国内用该合金制成的航空发动机燃烧室火焰筒和导向叶片等高温部件已通过长期试车考验，并投入生产应用。用该合金板材加工成零件的制造工艺中，任何工序（如热处理、焊接等）均应防止渗碳及铜污染，以免损害合金的力学性能和耐蚀性能。
物理及化学性能
GH5188(GH188)热性能
GH5188(GH188)熔化温度范围 1300～1360℃[1]。
GH5188(GH188)热导率 见表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
GH5188(GH188)比热容 见表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
GH5188(GH188)线膨胀系数 见表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
GH5188(GH188)热扩散率见表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
GH5188(GH188)密度 ρ=9.09g/cm3[2]。
GH5188(GH188)电性能合金电阻率见表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)磁性能合金无磁性。
2.5 GH5188(GH188)化学性能
2.5.1 GH5188(GH188)抗氧化性能
2.5.1.1 GH5188(GH188)在空气介质中试验100h的氧化速率见表2-6。
表2-6[2]
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GH605三种合金刀饿楔形样式，在炉中的高温静止空气中在X温度下试验1h后，在空气中冷却不少于40min，总的循环次数为100周；另一组试样在转速为1000r/min的旋转式燃烧装置中作循环氧化试验，在X温度下于0.3马赫的燃烧产物中保持1h，然后以0.7马赫的冷空气吹3min，交替试验100周后试样的重量损失见图2-1。
2.5.2 GH5188(GH188)耐腐蚀性能 在含有钠和氯化钠等污染物的环境中，该合金的耐腐蚀能力X于镍基合金GH3536。GH5188等5种合金板材，在燃气速度为4m/s，燃烧空气中含5×10-6和5×10-5海盐，№.2号燃油中含0.3％～0.45％硫，空气-油的比例为30：1，试验时试样旋转，并每隔1h试样从900℃用冷空气吹冷至260℃以下，如此在燃烧装置上循环试验200h后的动态热腐蚀试验结果见图2-2。
力学性能
GH5188(GH188)合金不同品种技术标准规定的性能见表3-1。
表3-1
品种 拉伸性能 持久性能 硬度HV 其他性能
θ/℃ σP0.2/MPa σb/MPa δ5/％ θ/℃ σ/MPa t/h δ5/％
不小于 不小于
中板 20 380 860 45 815①
927① 165
76 23
23 10
15 282 晶粒度≥4X
薄板 20
650 380
250 860
620 45
50 927 76 23 15 - 弯曲、抗氧化、晶粒度
带材
δ≤0.51mm 20
650 380
250 860
620 40
40 927 62 23 8 - 弯曲180°、抗氧化、晶粒度≥4X
带材
δ＞0.51mm 20
650 380
250 860
620 45
50 927 76 23 15 -
棒材 20 380 860 45 927 90 23 15 HBS≤302 抗氧化
锻件 20 380 860 45 927 83 23 15 HBS≤293 抗氧化
精铸件 20② 300 600 10 815 165 15 - - -
① 持久试验任选一个温度进行。
② 试制时拉伸试验结果供参考。
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