GH2135合金成分及熱處理條件

GH2135合金是中國科學院金屬研究所于1958年在師昌緒先生指導下研制的鐵基變形合金,用以代替當時大量使用的鎳基合金GH4033。初期由于中心縮孔等冶金缺陷，在撫順鋼廠鍛造時不能成材，而且由于追求持久強度，選擇的固溶處理溫度高達1220℃，處理后的試棒表面氧化皮太厚而暫停研究。在終止研究幾年后，1962年重新開始研制,本書作者1962年8月從北京鋼鐵學院畢業分配到金屬所,有幸參加GH2135合金研制工作。我們從合金的成分范圍、最佳成分控制、熱處理制度、組織結構到全面力學性能測試等，都進行了比較深入的研究。1964年開始到撫順鋼廠進行工業試生產，并與撫鋼合作開展工程化研究，取得了大量數據，在國內外公開發表論文數十篇，并出版《GH2135鐵基高溫合金匯編》一本。自1967年GH2135合金正式列入“冶標"開始轉入批量生產，至1974年，撫鋼、上鋼五廠、大冶鋼廠，齊齊哈爾鋼廠等冶金廠生產量達1000多噸。GH2135合金主要用作渦輪盤材料，也曾經用作渦輪葉片和燃氣輪機的火焰簡等不同結構件。

合金的成分特點

GH2135合金的化學成分,與GH4033 比較,最大特點是節省大量的鎳和少量的鉻。從表43-12可以看出，GH2135可節省41%的鎳和5.5%的鉻。這在當時中國缺乏鎳和鉻資源的情況，特別是資本主義國家對我國進行經濟的形勢下，不僅具有十分重要的經濟意義，而且有著不可估量的政治意義。

.與GH4033比較，GH2135合金還利用了4%左右的難熔金屬元素W+Mo進行固溶強化，而GH4033則沒有采用難熔金屬固溶強化。同時，GH2135合金加入了約5%的Al+Ti進行沉淀強化，而GH4033僅加入了3.4%左右的Al+Ti形成y強化，前者y相的數量為12%~16%124]，而后者則只有7.3%~9.1%"。

熱處理和顯微組織的特點

GH2135合金根據用途不同，研究成功三種熱處理制度。對于航空發動機渦輪盤采用1140℃,4h，空冷＋830℃，8h，空冷+650℃，16h，空冷;對于棒材采用1080℃,8h,空冷＋830℃，8h,空冷＋700℃，16h,空冷;對于板材采用1130℃，2h，空冷＋750℃,16h，空冷。棒材用熱處理制度也適用于渦輪葉片;板材用熱處理制度還適用于火焰筒。第一種熱處理制度處理的試樣晶粒較粗大，高周疲勞性能較差，700℃，10’循環，疲勞極限為280MPa，但低周疲勞性能最好(見后面敘述)，所以用于渦輪盤最適宜;第二種熱處理制度處理的試樣700℃高周疲勞性能最好,在同樣條件下疲勞極限為330MPa,加之持久性能較GH4033好，從表43-13大冶鋼廠的生產統計表明，GH2135合金的持久性能優于GH4033，而且持久時間的分散度較小，性能比較穩定。所以第二種熱處理制度適合于GH2135渦輪葉片;第三種熱處理制度處理的試樣，高周疲勞性能介于兩者之間，700℃的疲勞極限為290MPa。由于火焰筒一般受力不大，而且不承受循環應力，所以選用第三種熱處理制度較合適。