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GH5188(GH188)

一、GH5188(GH188)概述

GH5188是固溶强化型钴基高温合金，加入14%的钨固溶强化，使合金具有优良的高温热强性，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。

1.1 GH5188(GH188)材料牌号 GH5188(GH188)。

1.2 GH5188(GH188)相近牌号 Haynes Alloy No.188(HA188),UNSR30188(美国),KCN22W(法国)。

1.3 GH5188(GH188)材料的技术标准

GJB 3317-1998 《航空用高温合金热轧板材规范》

Z9 0103-1990 《GH188合金板材技术条件》

Z9 132-1999 《焊接用GH188合金冷拉丝材技术条件》

Q/5B 4002-1992 《GH188合金冷轧带材》

Q/5B 4003-1992 《GH188合金冷轧板材》

Q/5B 4014-1992 《GH188合金锻件技术条件》

Q/5B 4020-1992 《K188合金熔模精密铸件》

Q/5B 4022-1992 《GH188合金棒材》

Q/5B 4057-1992 《GH188高温合金冷拉焊丝》

1.4 GH5188(GH188)化学成分见表1-1。

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
Mn	Si	不大于
≤1.25	0.20～0.50	0.020	0.015	0.0010	0.0001	0.0010	0.07

1.5 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。

1.6 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。

1.7 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。

1.8 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。

二、GH5188(GH188)物理及化学性能

2.1 GH5188(GH188)热性能

2.1.1 GH5188(GH188)熔化温度范围 1300～1360℃[1]。

2.1.2 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

2.1.3 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

2.1.4 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

2.1.5 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

2.2 GH5188(GH188)密度 ρ=9.09g/cm3[2]。

2.3 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指定温度下试验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，在指定温度下于 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)耐腐蚀性能在含有硫酸钠和氯化钠等污染物的环境中，该合金的耐腐蚀能力优于镍基合金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。

三、GH5188(GH188)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/%
	θ/℃	不小于			θ/℃	σ/MPa	不小于
中板	20	380	860	45	815① 927①	165 76	23 23	10 15	282	晶粒度≥4级
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≥4级
带材 δ>0.51mm	20 650	380 250	860 620	45 50	927	76	23	15	-	弯曲180°、抗氧化、晶粒度≥4级
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。

四、GH5188(GH188)组织结构

4.1 GH5188(GH188)相变温度

4.2 GH5188(GH188)时间-温度-组织转变曲线见图4-1。

4.3 GH5188(GH188)合金组织结构

4.3.1 GH5188(GH188)固溶状态除奥氏体基体外，有M6C一次碳化物，少量的M6C与富镧化合物结合在一起的LaxMy相，还有极少量的 M3B2和TiC相。在高温长期暴露后，M6C会分解析出M23C6，某些炉号可能析出L相，该相在1180℃固溶或在870～980℃长期暴露后重熔于基体。

4.3.2 GH5188(GH188)中板、薄板和带材技

术标准规定，供应状态的晶粒度应不粗于4级。

固溶温度(保温时间10min)对板材晶粒度级别的