GH5605（GH605）高温合金详解

1. 概述

GH5605（也称GH605）是一种基于Co-Cr-Ni的固溶强化型变形高温合金，其使用温度上限为1000℃。该合金通过添加约20%的Cr和15%的W进行固溶强化，赋予其优异的物理和力学性能。GH5605合金在815℃以下展现出中等的持久和蠕变强度，同时在1090℃以下具备出色的抗氧化性能。此外，它还具备良好的加工和焊接性能，适用于多种制造需求。

2. 应用概况及特性

GH5605合金已广泛应用于航空发动机导向叶片、涡轮外环、外壁、涡流器和封严片等高温零部件的制造中。这些应用环境通常要求材料具备在高温下保持高强度和抗氧化性的能力。GH5605合金特别适合在喷气发动机、燃气涡轮及海洋气氛中工作，其抗氧化和碳化的最低温度可达870℃，在空气条件下连续工作可耐1090℃高温。然而，该合金对硅元素含量非常敏感，高硅含量会促进在760℃～925℃温度范围内形成Co₂W型Laves相，导致室温塑性下降，因此需控制硅含量低于0.4%。

3. 材料牌号与标准

GH5605合金在国内的牌号为GH605，其相近的国际牌号包括L605、HS25、WF-11、AIS1670和UNSR30605（美）、KC20WN（法）等。该合金遵循的材料技术标准包括GB/T 14992、HB/Z 140、辽新6-0041等多个标准文件，详细规定了其热处理工艺、化学成分、品种规格及供应状态等。

4. 化学成分

GH5605合金的主要化学成分包括C、Cr、Ni、Co、W等元素，具体质量分数如下表所示：

5. 热处理制度

GH5605合金的热处理制度因产品形态不同而有所差异，但总体遵循以下原则：

· 热轧棒材：1200℃～1230℃快冷，硬度HB≤282。

· 冷拉棒材：1177℃～1232℃空冷或快冷。

· 热轧板、冷轧薄板、带材及丝材：1175℃～1230℃空冷或快冷，具体保温时间根据厚度确定。

· 锻制棒材及环形件：1175℃～1230℃快速空冷或水冷，硬度HB≤248。

· 焊接件去应力退火：1165℃～1185℃快冷，具体保温时间根据厚度确定。

6. 物理与化学性能

· 熔化温度范围：1330℃～1410℃。

· 比热容：20℃～100℃时，c=377J/(kg·℃)。

· 线膨胀系数：见表.

· 密度：ρ=9.13g/cm³。

· 磁性能：合金无磁性。

7. 工艺性能与要求

· 成形工艺：热加工温度范围为1200℃～980℃，锻造温度应控制在1170℃左右，注意防止角裂。冷成形时需在固溶状态下进行，并使用大功率成形设备，必要时进行中间退火。

· 焊接性能：可进行熔焊、电阻焊和钎焊，熔焊时推荐使用惰性气体保护电弧焊，焊后需快速冷却并进行退火处理。

· 零件热处理工艺：包括固溶处理和时效处理，固溶处理温度根据产品形态不同而有所差异，时效处理可提高材料的持久和蠕变强度。

· 表面处理工艺：固溶处理后的表面氧化皮可通过吹砂或碱酸洗方法清除。

· 切削加工与磨削性能：合金具有良好的切削和磨削加工性能。

综上所述，GH5605（GH605）高温合金以其优异的物理、力学性能和良好的工艺性能，在航空航天等领域的高温零部件制造中发挥着重要作用。