GH3128

务实创新 诚信经营

GH3128 高温合金

1 范围

本规范规定了 GH3128（别名 GH128、红星 11 号）固溶强化型镍基高温合金的生产全流程要求、产品分类、技术参数、检验规则、标志包装及应用指引，是产品生产、检验、交付的统一技术依据。
本规范适用于航空航天、能源、化工等领域用 GH3128 变形产品（锻件、棒材、板材、带材、丝材、管材等）的生产制造，覆盖从原材料熔炼到成品交付的全链条，适用于 950℃以下长期工作的高温承载部件及高温氧化气氛下的结构件（综合性能优于 GH3044、GH3536 等同类固溶强化合金）。

2 规范性引用文件

标准编号
标准名称
适用范围
GJB 1952A-2004
航空用高温合金冷轧薄板规范
冷轧薄板产品
GJB 3317A-2004
航空用高温合金热轧板规范
热轧板产品
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 14995-2008
高温合金热轧板
热轧板产品
GB/T 14996-2008
高温合金冷轧薄板
冷轧薄板产品
HB/Z 140
高温合金热处理工艺导则
热处理工艺参考
QJ/DT01.73092
GH3128 合金冷轧板技术条件
专用冷轧板标准
Q/DT01.73131
GH3128 合金热轧棒材技术条件
专用热轧棒材标准
辽新 7-0062
GH3128 合金锻件技术规范
锻件产品
辽新 7-0087
GH3128 合金丝材技术规范
丝材产品
辽新 7-0090
GH3128 合金管材技术规范
管材产品

3 产品分类与牌号

3.1 材料牌号与特性

  • 中国牌号：GH3128（GH128、红星 11 号）
  • 合金类型：Ni-Cr 基固溶强化型变形高温合金
  • 核心强化机制：钨钼复合固溶强化 + 硼铈锆晶界净化强化 +γ' 相（Ni₃(Al,Ti)）辅助析出强化

3.2 产品形态与规格

产品类型
常用规格范围
供应状态
锻件（盘 / 环 / 圆饼）
按需定制（最大单件重量可定制）
热轧 / 锻制、固溶处理
棒材
热轧棒 Φ10~Φ200mm，锻制棒 Φ200~Φ500mm
黑皮、固溶 + 酸洗、磨光
板材
冷轧板厚度 0.5~15mm，热轧板厚度 15~65mm
固溶 + 酸洗、冷轧硬化
带材
厚度 0.1~3.0mm，宽度≤1200mm
固溶 + 酸洗、成卷供应
丝材
圆丝 Φ0.3~Φ8.0mm
冷拉、固溶处理、成盘供应
管材
无缝管 Φ6~Φ108mm（壁厚 0.8~8.0mm）
冷拔 / 轧、固溶 + 酸洗

4 技术要求

4.1 化学成分（质量百分比，%）

元素
含量范围
功能说明
C
≤0.05
控制碳化物析出，优化晶界性能
Cr
19.0~22.0
形成 Cr₂O₃致密氧化膜，提升高温抗氧化性
Ni
余量（约 58.0~65.0%）
奥氏体基体核心元素，保证高温稳定性
W
7.5~9.0
固溶强化核心元素，提升高温抗蠕变能力
Mo
7.5~9.0
与钨协同固溶强化，改善耐蚀性
Al
0.4~0.8
形成 γ' 相辅助强化，优化组织稳定性
Ti
0.4~0.8
与铝协同形成 γ' 相，增强高温强度
Fe
≤2.0
残余元素，严格控制含量
Zr
≤0.06
净化晶界，提升晶界强度
B
≤0.005
强化晶界，降低热裂纹敏感性
Ce
≤0.05
净化合金液，改善加工性能
Si
≤0.8
脱氧残余元素，避免过量损害热塑性
Mn
≤0.5
改善热加工性能，严控含量
P
≤0.013
有害杂质，避免晶界脆化
S
≤0.013
有害杂质，严控以提升韧性与抗裂性

4.2 物理性能（标准热处理后）

性能指标
数值范围
测试条件
密度（ρ）
8.81g/cm³
室温
熔化温度范围
1340~1390℃
-
热导率（λ）
11.2W/(m·K)
室温
21.5W/(m·K)
900℃
比热容（c）
450J/(kg·K)
室温
780J/(kg·K)
900℃
线膨胀系数（α）
13.8×10⁻⁶/℃
20~800℃
15.2×10⁻⁶/℃
20~950℃
电阻率（ρ）
1.35μΩ·m
室温
弹性模量（E）
210GPa
室温
155GPa
900℃
磁性能
无磁性
全温度范围（电磁敏感环境适用）

4.3 力学性能（典型值）

性能指标
室温
750℃
950℃
测试条件
抗拉强度（Rm）
≥830MPa
≥420MPa
≥175MPa
标准固溶处理后
屈服强度（Rp0.2）
≥400MPa
≥280MPa
≥95MPa
标准固溶处理后
断后伸长率（A）
≥30%
≥35%
≥40%
标准固溶处理后
断面收缩率（Z）
≥40%
≥45%
≥50%
标准固溶处理后
持久强度
-
≥45MPa
≥15MPa
1000h 保温
持久寿命（规范 Ⅰ）
-
-
≥23h
950℃/54MPa，变形量＞1.2mm
持久寿命（规范 Ⅱ）
-
-
≥100h
950℃/39MPa，变形量≥1.5mm

4.4 特殊性能要求

  • 抗氧化性：900℃时氧化速率≤0.055g/(m²・h)，950℃以下长期服役无明显氧化剥落；
  • 耐腐蚀性：在高温燃气、硫化物气氛中具有良好耐蚀性，3.5% NaCl 溶液中年腐蚀速率≤0.03mm；
  • 组织稳定性：标准热处理后为单相奥氏体组织，间有少量 γ' 相和碳化物，长期时效后无有害相析出；
  • 工艺适应性：具备优良的热加工、冷冲压、焊接性能，氩弧焊、点焊接头强度高，裂纹敏感性低。

5 生产工艺要求

5.1 熔炼工艺

工艺类型
适用产品
核心要求
真空感应熔炼（VIM）
通用级产品
保证成分均匀性，P、S 含量≤0.013%
电渣重熔（ESR）
航空级关键部件
降低气体与杂质含量，提升材料纯净度

5.2 热加工工艺

加工类型
加热温度
终加工温度
关键控制
锻造
1100~1150℃
≥900℃
单次变形量≤45%，避免晶粒粗化
热轧
1080~1120℃
≥850℃
控制轧制速度≤3m/s，保证板形平整
开坯
1120~1160℃
≥950℃
均匀化处理，消除铸造偏析

5.3 冷加工工艺

  • 冷轧（板 / 带材）：道次变形量≤25%，中间退火温度 1050~1080℃，保温 30~60min，表面粗糙度 Ra≤0.5μm；
  • 冷拉（棒 / 丝 / 管材）：采用硬质合金模具，拉拔速度≤4m/min，中间固溶处理温度 1140~1160℃；
  • 冷冲压：冲压前需进行固溶处理，变形量≤30%，避免产生裂纹。

5.4 热处理制度（按产品类型区分）

产品类型
工艺参数
保温时间
冷却方式
性能特点
冷轧板 / 热轧板（≤15mm）
1140~1180℃
1.5~2h（按厚度递增）
空冷（AC）
晶粒均匀，塑性优异
中厚板（15~65mm）
1180~1200℃
2~3h（按厚度递增）
空冷（AC）
固溶充分，高温强度高
热轧 / 锻制棒材
1140~1200℃
1.5~2h
空冷（AC）
组织稳定，抗蠕变能力强
饼材 / 锻件
1180~1200℃
3~4h（保证热透）
空冷（AC）
综合性能均衡
高温性能优化
1200℃二次固溶
2h
空冷（AC）
持久强度提升 10~15%

6 检验规则

6.1 检验项目

  1. 化学成分分析：采用光谱分析法逐炉检测，关键元素（W、Mo、Cr）需用化学分析法验证；
  1. 力学性能测试：室温拉伸、高温持久、延伸率测试，每批次抽样≥3 件，覆盖不同规格；
  1. 金相组织检查：光学显微镜观察，晶粒尺寸控制在 3~7 级，无异常相析出；
  1. 尺寸与表面质量：逐件检查，尺寸公差符合 GB/T 14995-2008 要求，表面无裂纹、夹杂、起皮等缺陷；
  1. 无损检测：
    • 内部缺陷：超声波探伤（灵敏度 φ1.0mm 平底孔）；
    • 表面缺陷：渗透检测（PT），无肉眼可见裂纹；
    • 航空级产品：额外增加涡流检测，确保表面无微小裂纹。

6.2 抽样与判定

  • 化学成分：每炉抽样 1 次，不合格则该炉产品判定为不合格；
  • 力学性能：抽样试验不合格时，允许加倍抽样复检，仍不合格则批次报废；
  • 无损检测：发现缺陷需标记返修，返修后重新检测，无法修复则剔除；
  • 尺寸偏差：超差产品允许返工，返工后仍不达标则判定为不合格。

7 标志、包装与贮存

7.1 标志

每件产品需标识：材料牌号（GH3128）、规格、炉批号、热处理状态、执行标准、生产厂家、生产日期。

7.2 包装

  • 板 / 带材：防潮牛皮纸 + 塑料薄膜 + 镀锌铁皮包装，避免表面划伤；
  • 棒 / 丝材：棒材捆扎（涂防锈油），丝材成盘后真空包装；
  • 管材：两端封口保护，多层防潮包装；
  • 航空级产品：真空 + 充氮包装，附防潮指示卡。

7.3 贮存

  • 存放于干燥、通风、无腐蚀性气体库房，温度 5~30℃，相对湿度≤60%；
  • 避免与酸碱、盐类物质接触，堆放高度≤1.2m，防止产品变形；
  • 贮存期≤12 个月，定期检查包装完整性，发现锈蚀及时处理。

8 应用概况

  • 航空航天：发动机燃烧室火焰筒、加力燃烧室壳体、尾喷口调节片、燃气导管、扩散器、稳定器等，耐受 950℃高温燃气冲刷；
  • 能源领域：燃气轮机高压涡轮叶片、燃烧室结构件、工业炉辐射管、测温热电偶保护管；
  • 化工领域：高温反应釜内衬、催化剂载体、W/Mo 还原烧结用料舟；
  • 其他：铁路机车预燃室喷嘴、磁通门骨架材料、磁力仪探头（无磁性优势）、高温弹簧。

9 附录

9.1 注意事项

  1. 高温服役部件可采用 W-2 珐琅层进行表面保护，延长使用寿命 3~5 倍；
  1. 焊接需选用 Ni-Cr-W-Mo 系匹配焊材，焊后需进行 1140~1160℃固溶处理，消除焊接应力；
  1. 长期在 900℃以上服役的部件，需定期检测组织状态，避免 γ' 相过度聚集；
  1. 冷加工后的产品需及时进行热处理，防止残余应力导致变形。

9.2 质量证明书

供货时随附完整质量证明书，包含：化学成分检测报告、力学性能测试数据、热处理工艺曲线、无损检测结果、炉批号追溯信息、产品合格标识。

产品优势

务实创新 诚信经营

加工平台

务实创新 诚信经营

物流包装

务实创新 诚信经营

下一篇：GH4220
上一篇：GH2132

合作伙伴