GH2135高温合金综合解析

GH2135（GH135）是一种以Fe-Ni-Cr为基体的沉淀硬化型变形高温合金，通过γ'相（Ni₃(Al,Ti)）沉淀强化和固溶强化机制，在500–1000℃范围内展现出优异的高温强度与抗蠕变性能。其综合性能超越传统镍基合金GH33，是我国航空航天及能源领域的关键材料之一。以下从核心特性、成分、应用及工艺角度解析：

‌强化体系‌：

γ'相（Ni₃(Al,Ti)）主导时效强化，铝、钛含量控制相体积分数及稳定性；

钨、钼固溶强化基体，抑制高温变形与有害相析出；

微量硼优化晶界强度，提升抗蠕变能力。

二、核心性能特性

‌高温力学性能‌

‌抗拉强度‌：≥735MPa（700℃），屈服强度随温度升高而增大，700℃时≥310MPa；

‌抗蠕变‌：在700℃以下具备优异抗蠕变性，持久强度稳定；

‌疲劳性能‌：低周疲劳抗力突出，适合动态载荷环境。

‌物理特性‌

密度8.04g/cm³，线胀系数12.3×10⁻⁶/℃（20–1000℃）；

熔点1336–1384℃，热导率随温度升高平缓下降。

‌抗环境侵蚀‌

Cr₂O₃氧化膜提供至900℃的抗氧化保护，抗硫蚀及燃气腐蚀；

表面渗铝后可进一步提升抗高温氧化能力

加工与处理要点

‌热处理制度‌

‌固溶处理‌：1080±10℃保温后空冷，溶解强化相并均匀化组织；

‌时效处理‌：830±10℃×8h空冷→700±10℃×16h空冷，析出γ'相实现强化。

‌成形工艺‌

‌热加工‌：优选温度1038–1232℃，大变形量需控制终锻温度≥900℃；

‌冷加工‌：丝材（φ≥0.12mm）采用冷拉拔+时效处理，兼顾强度与塑性。

‌焊接与表面处理‌

支持TIG、电子束焊，推荐母材匹配焊丝减少裂纹倾向；

渗铝或涂层（如MCrAlY）提升部件服役寿命。

五、注意事项

‌晶粒粗化‌：固溶温度超过1100℃时需严控保温时间，避免力学性能下降；

‌切削加工‌：合金硬度高（≈220HB），需采用硬质合金刀具并优化切削参数；

‌成本控制‌：相比镍基合金，Fe-Ni基设计降低原材料成本约15–20%。