L-605钴基高温合金

航天发动机尾喷管材料的简介————高温合金摘要：随着航天航空的迅速发展，对耐高温材料有了更高的要求，但是随着高温材料的发展，它们的加工问题也越来越严峻，急需相应工艺的发展，对高温材料的有效加工必将是高温材料今后有效利用的关键。

关键词：加工工艺，高温合金，切削，应用，发展。

一、零件的材料火箭发动机喷管是用于火箭发动机的一种（通常是渐缩渐阔喷管）推力喷管。

它用于膨胀并加速由燃烧室燃烧推进产生的燃气，使之达到超高音速。

喷嘴的外形：钟罩形或锥形。

在一个高膨胀比的渐缩渐阔喷嘴中，燃烧室产生的高温气体通过一个开孔（喷口）排出。

如果给喷嘴提供足够高的压力（高于围压的2.5至3倍），就会形成喷嘴阻流和超音速射流，大部分热能转化为动能，由此增加排气的速度。

在海平面，发动机排气速度达到音速的十倍并不少见。

一部分火箭推力来自燃烧室内压力的不平衡，但主要还是来自挤压喷嘴内壁的压力。

排出气体膨胀（绝热）时对内壁的压力使火箭朝向一个方向运动，而尾气向相反的方向。

当火箭发动机运转以后，从燃烧室中喷出极高的温度与压力的气体，需要经过尾喷管对高温高压气体调整方向，从而使火箭达到超高音速的要求，所以鉴于如此高温，高压的恶劣环境，则对尾喷管的材料提出很高的要求，这种材料不但需要有极好的耐高温性，需要经受住2000摄氏度到3500摄氏度的高温，还需要有极好的耐冲击性，灼热表面的超高速加热的热冲击，还有高热引起的热梯度应力，有较好的刚度，耐氧化性，耐热疲劳性。

在如此恶劣的工作环境下，我们需要一种满足以上要求的材料，儿高温合金的出现满足了这个要求。

二、高温合金的分类、性能等760℃高温材料变形高温合金变形高温合金是指可以进行热、冷变形加工，工作温度范围-253～1320℃，具有良好的力学性能和综合的强、韧性指标，具有较高的抗氧化、抗腐蚀性能的一类合金。

按其热处理工艺可分为固溶强化型合金和时效强化型合金。

GH后第一位数字表示分类号即1、固溶强化型铁基合金 2、时效硬化型铁基合金 3、固溶强化型镍基合金 4、钴基合金 GH后，二，三，四位数字表示顺序号。

4.3 GH605合金组织结构合金经时效后可析出一些碳化物和金属间化合物，包括M7C3、M23C6、M6C、α-Co3W、β-Co3W、L-Co2W和μ-Co7W6。

合金在800℃时效时析出顺序为(M7C3)、M23C6、M6C、L-Co2W和μ-Co7W6。

700℃时效时析出顺序为(M7C3)、M23C6、M6C、(α-Co3W)、β-Co3W和L-Co2W。

在800℃和更高温度时效时，时效硬化主要是由于析出M23C6、M6C和L-Co2W相。

在700℃或更低温度时效，主要析出碳化物和β-Co3W。

α-Co3W为有序面心立方体结构，与基体共格，在长期时效后转变为有序密排六方的β-Co3W，使合金强化。

五、GH605工艺性能与要求5.1 GH605成形性能合金具有满意的冷热成形性能。

热加工温度范围为1200～980℃，锻造温度应足够高以减少晶界碳化物，也应足够低以控制晶粒度，适宜的锻造温度约为1170℃。

锻造时应注意防止角裂。

加热炉气氛应为中性或弱氧化性。

加热保温时间约每25mm厚度1h，锻造后可以任意速度冷却。

合金固溶状态了进行各种冷成形工序，但要求采用功率较大的成形设备。

由于合金冷作硬化速度较大，冷成形时需要进行多次中间退火，在板材和其他产品成形时，在230℃进行加热时有益的。

5.2 GH605焊接性能合金可用熔焊、电阻焊恶化钎焊等方法进行连接。

熔焊时可采用手工或自动的惰性气体保护电话很难，采用较小的能量输入，以钨极或HGH605焊丝作电极。

不推荐采用埋弧焊，以免引起大晶粒和脆化。

应在固溶状态而不在冷加工状态进行熔焊。

焊后需进行快速冷却，最好进行焊后退火，以消除在760～980℃可能产生的任何脆化。

5.3 GH605零件热处理工艺推荐下列固溶处理工艺。

锻棒和锻件：1230℃，水冷；中板：1200℃，水冷；薄板和带材：1175～1200℃，水冷或快速空冷。

保温时间约为每25mm后1h，但至少15mm。

GH605化学性质及用途概述：钴基高温合金是高温合金中的一种，它是以钴作为主要成分，含有相当数量的镍、铬、钨和少量的钼、铌、钽、钛、镧等合金元素，偶而也还含有铁的一类合金。

根据合金中成分不同，它们可以制成焊丝，粉末用于硬面堆焊，热喷涂、喷焊等工艺，也可以制成铸锻件和粉末冶金件。

特性及用途：GH605是以20Cr和15W固溶强化的钴基高温合金，在815℃以下具有中等的持久和蠕变强度，在1090℃以下具有优良的****性能，同时具有满意的成形、焊接等工艺性能。

适用于制造航空发动机燃烧室和导向叶片等要求中等强度和优良的高温****性能的热端高温零部件。

也可在航天发动机和航天飞机上使用。

可生产供应各种变形产品，如薄板、中板、带材、棒材、锻件、丝材以及精密铸件。

GH605对应牌号：GH605相近牌号L605,HS25,WF-11,AlS1670,UNSR30605(美国)、KC20WN(法国)。

化学成分：C 0.05～0.15Cr 19.0～21.0Ni 9.0～11.0W 14.0～16.0Co 余量Mn 1.0～2.0Fe ≤3.0Si ≤0.40P ≤0.04S ≤0.03GH605密度ρ=9.13g/cm3[1,3]。

GH605电性能GH605不同温度的电阻率见表2-2。

GH605冷加工量为25%的合金在低温下的电阻率见图2-2。

GH605磁性能合金无磁性。

GH605热处理制度板材、带材：1175～1230℃,快速冷却；GH605固溶强化的钴基高温合金环形件：1175～1230℃，保温不少于15min,水冷或快速空冷；棒材（机加工用）：1175～1230℃,快速冷却。

品种规格与供应状态：可以生产δ≤14mm的热轧中板、δ≤4mm的冷轧板材、δ0.05～0.80mm的冷轧带材、δ0.20～0.80mm的冷硬带材、d0.2～10.0mm的焊丝、d≤300mm的棒材和各种直径及壁厚的环形件。

中板和薄板经固溶、碱酸洗、切边；焊丝以硬态、半硬态、固溶加酸洗、光亮固溶处理状态成盘，也可以直条；环形件经固溶处理粗加工或除氧化皮；机加工用棒材经退火后酸洗或磨光，热加工用棒材可经退火并磨光。

钴基高温合金专利技术分析郭洁琼; 杨夏琼; 田恩华; 王慧萍【期刊名称】《《河南科技》》【年(卷),期】2019(000)021【总页数】3页(P53-55)【关键词】钴基高温合金; GENE; SIEI; UNAC; 专利分析【作者】郭洁琼; 杨夏琼; 田恩华; 王慧萍【作者单位】国家知识产权局专利局专利审查协作河南中心河南郑州 450018【正文语种】中文【中图分类】TG132.3钴基高温合金是以钴为基体的奥氏体型合金，在730～1 100℃具有一定的高温强度，良好的抗热腐蚀和抗氧化能力，适用于制造燃气轮机导向叶片、喷嘴等。

我国由于资源限制研制了K40、GH188和L605等，使用范围有限［1］。

下面对钴基高温合金相关专利进行分析，了解钴基高温合金的专利技术发展。

1 早期专利申请钴基高温合金最早专利申请来自于General Electric Company，其于1967年4月12日申请了一件发明名称为“高温合金”的美国专利申请，先后在美国、英国、日本公开或授权。

其记载了一种钴基合金，有以下重量百分比的元素组成：Cr 15%～20%，Ni 8%～12%，Mo 3%～7%，C 0～0.07%，Mn 0～0.2%，Si 0～0.3%，W 0～7%，Fe 0～2%，余量为Co和不可避免的杂质，由于碳化物M23C6和M6C以及中间化合物Co2W的存在，该高温合金具有优异的高温强度和抗氧化性。

国内申请人最早申请钴基高温合金专利的是个人申请人郑效慈，其于2006年3月17日申请了一件发明名称为“高温合金部件和焊接材料”的发明专利申请，该申请中高温合金材料含有钴铬镍钨等多种合金元素：铬19.0%～21.0%，镍9.4%～10.6%，钨14.2%～15.8%，其他全部杂质＜0.50%，余量为钴。

本申请的新型高温合金材料具有持久的抗高温氧化和高温腐蚀的能力以及非常容易和其他高温合金有效融合并保持良好力学性能的特性，可用于制造燃气轮机热部件焊接维修所使用的焊接材料。

L605是什么材料
L605是属于钴基合金
L-605（Haynes25）钴基高温合金
介绍：
L-605（Haynes25）的棒材及板材、丝材产品质量稳定，各项指标均可达到或超过AMS相关标准。

同时，可以为广大客户提供美国进口Haynes25板材和棒材等产品，所有产品均为Haynes原厂生产。

性能
L-605（Haynes25）是钴铬镍基固溶强化型变形高温合金，使用温度在1000℃以下。

Haynes25在815℃以下具有中等的持久和蠕变强度，在1090℃以下具有优良的抗氧化性，同时具有加工和焊接等工艺性能。

用途
航空航天工业的组件应用程序,包括军事和商业燃气轮机引擎。

产品被广泛应用于许多行业，包括航空航天、燃气涡轮机、化学处理、天然气和石油、汽车、和牙科、核电、新能源等。

L605钴基高温合金对应美国HAYNES 25
L605钴基高温合金
L605该合金是以20Cr和15W固溶强化的钴基高温合金，在815℃以下具有中等的持久和蠕变强度，在1090℃以下具有优良的抗氧化性能，同时具有满意的成形、焊接等工艺性能。

L605 化学成份：
L605应用领域：适用于制造航空发动机燃烧室和导向叶片等要求中等强度和优良的高温抗氧化性能的热端高温零部件。

也可在航空发动机和航天飞机上使用。

主要在引进机种上使用，用于制造导向呈片、涡轮外环、外壁、涡流器、封严片等高温零部件。

品种规格与供应状态
可以供应各种规格的热轧板、冷轧板、带材、棒材、丝材、管材、和锻件。

板材、带材和管材固溶处理和酸洗后交货。

丝材于冷加工状态或固溶状态供应棒材不热处理交货。

规格范围：
板材：厚壁规格（min-max）：Φ0.1mm-Φ200.0mm
丝材：Φ0.1mm-Φ3.0mm
直条或卷条：Φ2.0mm–Φ300.0mm
我公司材料之多不能一一列出，以上部分供参考。

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