GH2135合金成分及热处理条件

GH2135合金是中国科学院金属研究所于1958年在师昌绪先生指导下研制的铁基变形合金,用以代替当时大量使用的镍基合金GH4033。初期由于中心缩孔等冶金缺陷，在抚顺钢厂锻造时不能成材，而且由于追求持久强度，选择的固溶处理温度高达1220℃，处理后的试棒表面氧化皮太厚而暂停研究。在终止研究几年后，1962年重新开始研制,本书作者1962年8月从北京钢铁学院毕业分配到金属所,有幸参加GH2135合金研制工作。我们从合金的成分范围、最佳成分控制、热处理制度、组织结构到全面力学性能测试等，都进行了比较深入的研究。1964年开始到抚顺钢厂进行工业试生产，并与抚钢合作开展工程化研究，取得了大量数据，在国内外公开发表论文数十篇，并出版《GH2135铁基高温合金汇编》一本。自1967年GH2135合金正式列入“冶标"开始转入批量生产，至1974年，抚钢、上钢五厂、大冶钢厂，齐齐哈尔钢厂等冶金厂生产量达1000多吨。GH2135合金主要用作涡轮盘材料，也曾经用作涡轮叶片和燃气轮机的火焰简等不同结构件。

合金的成分特点

GH2135合金的化学成分,与GH4033 比较,最大特点是节省大量的镍和少量的铬。从表43-12可以看出，GH2135可节省41%的镍和5.5%的铬。这在当时中国缺乏镍和铬资源的情况，特别是资本主义国家对我国进行经济的形势下，不仅具有十分重要的经济意义，而且有着不可估量的政治意义。

.与GH4033比较，GH2135合金还利用了4%左右的难熔金属元素W+Mo进行固溶强化，而GH4033则没有采用难熔金属固溶强化。同时，GH2135合金加入了约5%的Al+Ti进行沉淀强化，而GH4033仅加入了3.4%左右的Al+Ti形成y强化，前者y相的数量为12%~16%124]，而后者则只有7.3%~9.1%"。

热处理和显微组织的特点

GH2135合金根据用途不同，研究成功三种热处理制度。对于航空发动机涡轮盘采用1140℃,4h，空冷＋830℃，8h，空冷+650℃，16h，空冷;对于棒材采用1080℃,8h,空冷＋830℃，8h,空冷＋700℃，16h,空冷;对于板材采用1130℃，2h，空冷＋750℃,16h，空冷。棒材用热处理制度也适用于涡轮叶片;板材用热处理制度还适用于火焰筒。第一种热处理制度处理的试样晶粒较粗大，高周疲劳性能较差，700℃，10’循环，疲劳极限为280MPa，但低周疲劳性能最好(见后面叙述)，所以用于涡轮盘最适宜;第二种热处理制度处理的试样700℃高周疲劳性能最好,在同样条件下疲劳极限为330MPa,加之持久性能较GH4033好，从表43-13大冶钢厂的生产统计表明，GH2135合金的持久性能优于GH4033，而且持久时间的分散度较小，性能比较稳定。所以第二种热处理制度适合于GH2135涡轮叶片;第三种热处理制度处理的试样，高周疲劳性能介于两者之间，700℃的疲劳极限为290MPa。由于火焰筒一般受力不大，而且不承受循环应力，所以选用第三种热处理制度较合适。