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

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

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

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