GH简介：GH是baiNi-Cr基沉淀硬化型变形高温合金，长期使用温度du小于zhi℃，短时使用温度可达℃。合金的特点是加入约ω（daoCr）32%，使之具有优异的抗热腐蚀性能。同时合金具有中等的强度和良好的看疲劳和蠕变性能，良好的冷加工性能和焊接性能。适于制作温度在℃~℃、要求优异的耐腐蚀性能的高温结构件。供应的主要品种有板材、带材、管材、棒材、锻件和环形件。
合金以用于制作先进航空发动机燃烧室部件及其他热端部件，批产和使用情况良好。相近牌号在国外航空发动机中已获得了极为广泛的应用。
合金的综合性能优于国内的GH和GH性能水平。由于GH具有较GH更小的比重，所以该合金具有更高的比强度。
前言
GH合金是一种时效强化型镍基高温合金，合金组织中主要由αCr相，γ,γ和碳化物组成[1].该合金Cr的质量分数高达32%～35%,高铬提高了合金的抗氧化性和耐腐蚀性，也加剧了α-Cr相和Cr的碳化物(如M??C?,M?C?等)析出的倾向[2~8].GH合金在～℃时效时析出的α-Cr相，使合金在高温时具有足够的强度[9,10]
1连轧设备和实验用料
图1为高合金钢连轧生产线示意图，其工艺布置采用一架粗轧机加16架CCR连轧机的半连续轧制方式，轧制规格为φ14～85mm圆钢、20～50mm方钢和(8～20)mm×(28～75)mm扁钢.根据品种和规格的不同，选用不同规格的坯料，经过粗轧机开坯成不同规格的中间坯.中间坯经隧道炉控温，根据产品种类、规格和组织要求选用适当的控温温度和保温时间，然后经CCR连轧机组轧制成品.CCR成品轧制过程中可选择不同的轧制线速度，
本研究所用的GH合金采用真空感应+真空自耗冶炼，锻造开坯至方后经高合金钢连轧生产线轧制成φ50mm棒材.合金化学成分列于表1.热轧采用同一炉号钢坯、同一加热制度、同一轧制孔型系统，通过改变终轧线速度，探讨其对合金组织和性能的影响规律.终轧线速度分别采用3.0、3.3、3.8、4.0和4.2m/s棒材经标准热处理(℃X1h×AC+℃×16h+AC)后，分别进行了室温拉伸性能、℃高温拉伸性能、高温持久性能(℃,MPa)、晶粒度、冲击性能的测试分析.
2实验结果
2.1合金的终轧温度和终轧速度的关系
GH合金坯料经过粗轧开坯，在隧道炉中保温一段时间，中间坯的温度均匀烧透后直接出炉经连轧轧制成品棒材.生产数据统计发现，轧制速度直接影响了合金的轧制温度，而轧制温度受环境温度的影响可以忽略.图2为终轧速度和终轧温度的关系.在连轧的过程中，随着轧制速度的提高，合金棒材的温升也不断升高.当终轧速度由3.0m/s增加至4.2m/s,终轧温度由℃升高至℃.从温升曲线看，随着轧制速度的不断提高，这种温升的幅度加剧.
2.2合金的力学性能和终轧速度的关系
由图3可见不同的终轧速度对合金室温拉伸性能的影响规律并不明显，而对℃高温拉伸影响比较大.由图4可见，随着轧制速度由3.0m/升至3.3m/s,℃高温拉伸性能强度达到峰值，拉伸塑性(?、)亦出现峰值.当轧制速度达4.0m/s时，高温拉伸强度有明显的下降趋势，高温拉伸塑性也略有下降.随着终轧速度的进一步增高，这种下降趋势更明显.
合金的持久寿命(℃,MPa)随着轧制速度的增加有明显下降趋势，特别是当终轧速度在3.8m/s时，持久寿命大幅度下降.合金的室温冲击性能也随着终轧速度的增高而下降(见图5).
2.3合金的组织和终轧速度的关系
上述轧制参数的改变造成的性能的变化，应该取决于轧制参数对合金组织的影响.为此，首先对不同轧制参量下的组织进行了定量分析.由图6可以看出，由于连轧速度提高导致棒材的温升使合金棒材晶粒度差异较大，终轧速度控制在3.0～3.8m/s,可以获得5～6级的晶粒度，而当终轧速度进一步升高达到4.2m/s时，晶粒尺寸逐步变粗,达到了2级晶粒.
通过对合金的金相组织观察轧制速度在3.0～3.3m/s,合金的主要析出相是弥散分布短棒状以及颗粒状的α-Cr相(图7a,图7b).随着轧制速度的不断增加，α-Cr相逐步以针状析出.当终轧速度为4.0m/s,αCr相完全以针状析出，并且呈带状不均匀分布(图7c,图7d).
3讨论与分析
前期的研究表明[1,11]，,GH合金的Cr和C含量对合金的组织和性能影响比较大，主要通过对Cr和C两种元素的含量控制.来获得不同αCr相的析出量，从而影响合金的组织和性能.本研究选用了同一冶炼炉号、合金的成品锭采用氦气冷却的真空自耗炉冶炼，合金的结晶状态和成品偏析得到改善，合金的成分比较均匀，这样就避免了成分差异对合金性能的影响.另一方面，镍基高温合金的热加工温度对强化相Y影响较小，而γ相主要取决于合金的Al、Ti含量以及热处理制度[12].本研究由于采用同一炉号(成品棒材成分应一致)、同一热处理制度进行处理(Y相的析出量基本相同),因此，γ相对实验材料组织和性能的影响可以忽略.再者，由于研究工作通过连轧设备的自动化控制，各项工艺参数得到准确地执行，使得本研究在轧制过程中所控制的单一变量即为轧制速度，由此，确保合金组织和性能数据变化与轧制速度相关联的唯一性和准确性.
如在前言中所述，αCr相的析出形貌和分布
状态对GH合金的性能有较大影响[9.10],而一般认为合金的持久寿命将随着晶粒尺寸的增加而提高.综合图5、图6的研究结果，可以发现GH合金随着晶粒度的增大，合金的持久寿命反而有所下降，且这种下降的趋势比较明显.金相组织表明，随着终轧速度的不同，合金αCr相形态的变化比较明显.由此，不难推断出影响GH合金持久寿命的主要因素是αCr相.当合金经过标准热处理后能够获得弥散分部的短棒状和颗粒状的α-Cr相就能够获得良好的力学性能，而当合金αCr相以连续带状和针状集中析出，对合金的室温冲击性能、高温拉伸和高温持久性能不利.由图7可以看出，GH合金热轧棒生产过程中，轧制工艺对α-Cr相析出形态影响较大，当终轧温度在～℃温度区间进行轧制时，合金棒材经标准热处理后主要以弥散分布的短棒状和颗粒状的α-Cr相析出,这种状态的α-Cr相对合金的性能十分有利.当终轧温度大于℃时，合金棒材经标准热处理后由弥散分布的短棒状和颗粒状的αCr相逐步向集中带状、针状的析出形态转变，不利于合金的性能.本研究采用的高合金钢连轧生产线，生产过程自动化控制，避免了横列式轧机人为因素的影响.坯料在连续炉高温加热经过粗轧开坯后进隧道炉，中间坯在隧道炉补偿加热使坯料的温度均匀，达到工艺要求温度，确保了每支坯料进入连轧入口温度一致，从而稳定合金的组织和性能.由于热连轧的特点，机架增加，轧制速度逐架提高.随着轧制速度的增加，坯料变形受到的轧制力不断增加.由于轧制速度快，坯料的温度不断升高，因此可以通过设定轧制速度来保证终轧温度成为控制GH合金组织与性能的关键.根据轧制过程数据统计、分析，在GH合金热轧棒材生产过程中，终轧速度变化对合金温度的改变幅度是稳定的，受外界环境温度影响很小.当GH合金终轧速度控
制在3.3～3.8m/s能够保证合金棒材的终轧温度控制在～℃温度区间，在此温度区间轧制的合金棒材能够获得良好的组织和性能.
4结论
(1)采用连轧生产GH合金热轧棒材时，棒材的终轧温度可以改变合金αCr相的析出形貌，随着终轧温度的升高，α-Cr相以短棒状和颗粒状弥散分布的形态向针状、带状集中分布转变，从而降低合金的高温拉伸(℃)、高温持(℃,MPa)和室温冲击性能.
(2)GH合金热轧棒终轧温度控制在～℃,经标准热处理后合金α-Cr相主要以以短棒状和颗粒状弥散析出，合金棒材有良好的综合力学性能.
(3)采用连轧技术生产GH合金棒材，能够实现合金的控制轧制，减少了传统横列式轧机的人为影响因素，从而稳定合金的组织和性能.
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