GH3030

务实创新 诚信经营

GH3030 高温合金

1 范围

本规范规定了 GH3030（别名 GH30、旧牌号 GH33A）固溶强化型镍基高温合金的产品分类、技术要求、生产工艺、检验规则、标志、包装及贮存等内容。
本规范适用于航空航天、能源、化工等领域使用的 GH3030 变形产品，包括棒材、板材、带材、丝材、管材、环件等，适用于 800℃以下承受热强性要求的部件及 1100℃以下抗氧化载荷较小的高温部件。

2 规范性引用文件

标准编号
标准名称
适用范围
GJB 1952-1994
航空用高温合金冷轧薄板规范
冷轧薄板产品
GJB 2297-1995
航空用高温合金冷拔 (轧) 无缝管规范
冷拔 / 轧无缝管
GJB 2611-1996
航空用高温合金冷拉棒材规范
冷拉棒材
GJB 2612-1996
航空用高温合金冷拉丝材规范
冷拉丝材
GJB 3020-1997
航空用高温合金环坯规范
环坯产品
GJB 3317-1998
航空用高温合金热轧板规范
热轧板产品
GJB 3318-1998
航空用高温合金冷轧带材规范
冷轧带材
GJB 3165-1998
航空承力件用高温合金热轧和锻制棒材规范
航空承力棒材
GJB 3167-1998
冷镦用高温合金冷拉丝材规范
冷镦用丝材
GB/T 15062-1994
一般用高温合金管
通用管材
GB/T 14992-2008
高温合金和金属间化合物高温材料的分类和牌号
牌号定义
GB/T 14993-2008
高温合金热轧棒材
热轧棒材
GB/T 14994-2008
高温合金冷拉棒材
冷拉棒材
AMS 5580
航空用镍合金管材规范
航空级管材（国外参考）
AMS 5716
航空用镍合金棒材、线材、锻件规范
航空级棒材 / 丝材（国外参考）

3 产品分类与牌号

3.1 材料牌号

  • 中国牌号：GH3030（GH30）
  • 旧牌号：GH33A
  • 相近国外牌号：ЗИ435、XH78T（俄罗斯）

3.2 产品形态与规格

产品类型
常用规格范围
供应状态
冷轧薄板
厚度 1~40mm（可切割零售）
固溶 + 酸洗
热轧板
按需定制
固溶 + 酸洗
冷轧带材
按需定制
固溶 + 酸洗
棒材
圆棒 Φ8~Φ250mm（可定制更大尺寸）
热轧 / 锻制（黑皮）、冷拉（退火 / 酸洗 / 磨光）
丝材
圆丝 Φ0.5~Φ8.0mm（可定制）
冷拉、固溶 + 酸洗、半硬态（成盘）
管材
无缝管（按需定制）
固溶 + 酸洗
环件
按需定制
不经热处理 / 固溶处理

4 技术要求

4.1 化学成分（质量百分比，%）

元素
含量范围
备注
C
≤0.12
-
Cr
19.0~22.0
形成致密氧化膜，提升抗氧化性
Ni
余量（约 74.0~77.0%）
奥氏体基体核心元素
Ti
0.15~0.35
辅助强化，改善抗氧化性
Al
≤0.15
辅助强化
Fe
≤1.5（普通级）；≤1.0（精密级）
残余元素，严格控制
Mn
≤0.7
改善热加工性能
Si
≤0.8
脱氧剂，过量损害热塑性
P
≤0.03（普通级）；≤0.015（精密级）
有害杂质，严格限制
S
≤0.02（普通级）；≤0.010（精密级）
有害杂质，严格限制
Cu
≤0.20（棒材 / 环坯）；≤0.007（精密件）
残余杂质
Pb
≤0.001（精密级产品）
有害杂质，精密件附加要求

4.2 物理性能（固溶处理后）

性能指标
数值范围
测试条件
密度（ρ）
8.4g/cm³
室温
熔化温度范围
1374~1420℃
-
无磁性
无磁性
全温度范围
热导率（λ）
15.1~26.4W/(m·℃)
100~900℃
比热容（c）
565.2~971.3J/(kg·K)
150~600℃
线膨胀系数（α）
12.8×10⁻⁶~18.0×10⁻⁶/℃
20~900℃
电阻率（ρ）
1.090×10⁻⁶~1.153×10⁻⁶Ω·m
20~600℃
全辐射黑度
0.17~0.53
100~900℃（空气介质）

4.3 力学性能（固溶处理后典型值）

性能指标
数值要求
测试条件
抗拉强度（Rm）
≥685MPa
室温
屈服强度（Rp0.2）
≥295MPa
室温
断后伸长率（A）
≥30%
室温
断面收缩率（Z）
≥50%
室温
高温持久强度
≥90MPa
700℃，100h
高温持久寿命
≥16h
700℃，270MPa

4.4 特殊性能要求

  • 抗氧化性：800℃以下空气环境中氧化速率低，1100℃以下可稳定抗氧化（载荷较小时）；900℃时氧化速率≤0.0535g/(m²・h)，1100℃时≤0.3905g/(m²・h)。
  • 组织稳定性：固溶处理后为单相奥氏体组织，间有少量 TiC 和 Ti (CN)，长期使用无相变。
  • 工艺适应性：具备良好的热加工、冷加工及焊接性能，低温（-196℃）下保持良好塑性和韧性。

5 生产工艺要求

5.1 熔炼工艺

采用以下任一或组合工艺，确保材料纯净度：
  1. 电弧炉熔炼；
  1. 电弧炉熔炼 + 电渣重熔 / 真空电弧重熔；
  1. 非真空感应炉 + 电渣熔 / 真空电弧重熔；
  1. 真空双联工艺（真空感应熔炼 + 真空自耗重熔）。

5.2 热加工工艺

加工类型
加热温度
终加工温度
其他要求
锻造
1180~1200℃
≥900℃
单次加热变形≤50%
热轧
1160~1180℃
≥850℃
避免 σ 相析出
开坯
≤800℃
-
按产品形态调整

5.3 冷加工工艺

  • 精密冷轧：采用 20 辊森吉米尔轧机，表面粗糙度 Ra≤0.4μm，厚度公差 ±0.05mm；
  • 冷拉 / 冷拔：适用于棒材、丝材、管材，确保尺寸精度和表面光洁度。

5.4 热处理制度

  • 固溶温度：980~1020℃（常规）；需提升热强性时可升至 1150℃；
  • 保温时间：5~10 分钟；
  • 冷却方式：
    1. 热轧板、冷轧薄板、环坯：空冷；
    1. 冷镦用丝材、冷拉棒材：水冷或空冷；
    1. 管材：水冷；
  • 表面处理：热处理后氧化皮可通过吹砂或酸洗清除。

6 检验规则

6.1 检验项目

  1. 化学成分分析：采用光谱分析或化学分析法，逐炉检测；
  1. 力学性能测试：室温拉伸、高温持久强度、延伸率等，按批次抽样；
  1. 金相组织检查：确认单相奥氏体组织及碳化物分布，无有害相；
  1. 尺寸偏差检测：按产品类型及对应标准执行；
  1. 表面质量检查：无裂纹、夹杂、起皮等缺陷，表面粗糙度符合要求；
  1. 无损检测：航空级产品需进行超声波探伤（按 GJB 标准），确保内部无缺陷。

6.2 抽样与判定

  • 化学成分：每炉抽样 1 次，结果需符合 4.1 要求，不合格则该炉产品判定为不合格；
  • 力学性能：每批次抽样 3 件，试验结果不合格时，允许加倍抽样复检，仍不合格则批次报废；
  • 尺寸与表面质量：逐件检查，不合格品需剔除。

7 标志、包装与贮存

7.1 标志

每件产品需标识：材料牌号、规格、炉批号、执行标准、生产厂家、生产日期。

7.2 包装

  • 板材 / 带材：采用防潮包装，避免划伤表面；
  • 棒材 / 丝材：盘状（丝材）或捆扎（棒材），表面可涂防锈油；
  • 管材：封口保护，防止杂物进入；
  • 航空级产品：按 GJB 标准要求的防潮、防腐蚀包装。

7.3 贮存

  • 存放于干燥、通风、无腐蚀性气体的库房；
  • 避免与酸碱等腐蚀性物质接触；
  • 堆放高度适中，防止产品变形；
  • 贮存期内定期检查包装及表面状态，防止锈蚀。

8 应用概况

  • 航空航天：发动机燃烧室部件、火焰筒、加力燃烧室、尾喷管调节片、环件、高温螺栓、导管等；
  • 能源领域：燃气轮机燃烧室部件、工业炉辐射管、炉辊、马弗罐、高温夹具等；
  • 化工领域：化工设备及配套配件，耐高温腐蚀部件；
  • 其他：高温弹簧、焊接材料、低温环境（-196℃）下的韧性部件。

9 附录

9.1 注意事项

  1. 焊接时需采用匹配的焊接材料，避免焊接区域性能下降；
  1. 高温使用时需控制在规定温度范围内，避免超出极限温度导致性能失效；
  1. 加工过程中需避免过度变形，防止产生残余应力。

9.2 质量证明书

供货时需随附完整质量证明书，包含：化学成分报告、力学性能测试报告、热处理记录、检验结论、炉批号追溯信息等。

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