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GH2747高溫合金詳解:鈷基材料在熱端結(jié)構(gòu)中的表現(xiàn)

更新時(shí)間:2025-07-04點(diǎn)擊次數(shù):152

GH2747高溫合金材料概述:高強(qiáng)度復(fù)雜結(jié)構(gòu)件用材方案

GH2747 是一種鈷基沉淀硬化型高溫合金,屬于國(guó)內(nèi)研制的中高溫結(jié)構(gòu)材料,具備較好的熱強(qiáng)性、抗蠕變性能和熱穩(wěn)定性,適用于 750~950°C 溫度環(huán)境下長(zhǎng)期使用。該合金廣泛用于航空、能源、航天等對(duì)高溫性能要求較高的設(shè)備核心部位,是中國(guó)高溫材料體系中的重要一員。


化學(xué)成分與執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

GH2747 的典型化學(xué)成分(質(zhì)量百分比)如下:

  • Co(鈷):基體元素

  • Cr(鉻):19–21%

  • Ni(鎳):14–16%

  • Mo(鉬):4.5–5.5%

  • Al(鋁):0.9–1.2%

  • Ti(鈦):1.3–1.6%

  • B(硼):≤ 0.01%

  • C(碳):≤ 0.10%

執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)主要參照 GJB/Z 140 和相關(guān)軍工航空材料技術(shù)規(guī)范。


密度與力學(xué)性能

  • 密度:約 8.6 g/cm3

  • 使用溫度范圍:750–950°C

  • 抗拉強(qiáng)度(850°C):≥ 830 MPa

  • 持久強(qiáng)度(850°C/100h):≥ 230 MPa

  • 斷裂延伸率:≥ 10%

  • 硬度(熱處理態(tài)):≤ 320 HB

GH2747 具備優(yōu)良的高溫強(qiáng)度和組織穩(wěn)定性,其熱處理制度主要包括固溶處理 + 時(shí)效強(qiáng)化,以形成 γ′相析出硬化結(jié)構(gòu),從而提升其蠕變斷裂壽命。


應(yīng)用領(lǐng)域

得益于其高溫持久強(qiáng)度和抗氧化能力,GH2747 多用于以下結(jié)構(gòu)件和熱端元件:

  • 燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、渦輪盤、壓氣機(jī)輪轂

  • 高溫法蘭、渦輪密封環(huán)、熱套管

  • 航天發(fā)動(dòng)機(jī)部件、艦載推進(jìn)系統(tǒng)

  • 熱端緊固件與支撐連接部件

同時(shí),其高熱疲勞性能適用于高溫交變載荷作用下的復(fù)雜形狀構(gòu)件。


材料前景與研究方向

GH2747 代表了國(guó)內(nèi)鈷基高溫材料的一個(gè)成熟牌號(hào)。隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)推重比和工作溫度提升趨勢(shì)加劇,如何進(jìn)一步提升其組織穩(wěn)定性與服役壽命成為研究重點(diǎn)。

當(dāng)前研究方向包括:

  • γ′相分布控制與尺寸調(diào)控

  • 熱疲勞與蠕變損傷演化模擬

  • 精密鑄造與粉末冶金成形匹配性研究

  • 表面防護(hù)涂層技術(shù)與合金界面匹配

該合金已在多型國(guó)產(chǎn)航空動(dòng)力設(shè)備中批量使用,具有良好的國(guó)產(chǎn)化應(yīng)用前景。


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