航空级GH2135环件 辗环承力环+封严环 固溶态/时效态可选

一、合金概述与化学成分

GH2135（旧牌号GH135）是我国自主研制的Fe-Ni-Cr基沉淀硬化型变形高温合金，执行GB/T 14992、GB/T 14997、GJB 3317A等标准，俄系相近参照ЭИ437Б类铁镍基路线。其设计逻辑是在"以铁代镍"框架内用Al+Ti析出γ'相（Ni₃(Al,Ti)）拿中温强度，用W+Mo做固溶强化，用33%~36%Ni保奥氏体稳定，从而把长期使用温度顶到700℃、短时800℃，而镍耗比GH4169低约40%、比Nimonic 90低更多，是国产航空中温涡轮盘的经典经济牌号。

化学成分：Fe余量（基体），Ni 33.0~36.0%，Cr 14.0~16.0%建Cr₂O₃膜，W 1.70~2.20%与Mo 1.70~2.20%共担固溶抗蠕变，Al 2.0~2.8%、Ti 2.1~2.5%析出γ'相为主强化，C≤0.08%配合生成VC/TiC/MC晶界碳化物，B≤0.015%、Ce≤0.03%净化钉扎晶界，Mn≤0.40%，Si≤0.50%，P/S≤0.020%。密度7.92 g/cm³，初熔约1260℃（液相线1360~1400℃），无磁性，20~700℃线膨胀系数14.5×10⁻⁶/℃，室温弹性模量约208 GPa（700℃降至165 GPa），热导率室温15.2 W/(m·K)、700℃22.8 W/(m·K)。

二、物理与高温力学性能

标准热处理为1080℃±10℃×8h空冷（固溶）+ 830℃±10℃×8h空冷（一级时效）+ 700℃±10℃×16h空冷（二级时效）；大锻件/盘件常用1140℃×4h固溶+830℃×8h+650℃×16h。获γ奥氏体+弥散γ'相+晶界碳化物组织，其最显著特征是700℃以下屈服强度随温度升高而小幅上升，至750℃后才缓慢回落。

室温典型值：抗拉强度Rm ≥880~930 MPa（实测850~1000 MPa），屈服强度Rp0.2 ≥590~680 MPa（典型600~750 MPa），断后延伸率A ≥13%~15%（棒材≥15%），断面收缩率Z ≥16%~20%，布氏硬度255~341 HBW。中高温段：650℃抗拉≥750 MPa、屈服≥600 MPa；700℃抗拉≥784 MPa、屈服随温升略增（约600~650 MPa）、300 MPa持久≥200 h；750℃抗拉约550 MPa、295 MPa持久≥100 h；800℃抗拉仍可达715 MPa、100h持久强度约230 MPa。700℃静态空气氧化速率≤0.04 g/(m²·h)。>750℃长时服役会析出σ相与Laves相，故主用区间锁在≤700℃长期、≤800℃短时，且不耐高氯、高硫、强还原性酸。

三、加工工艺与典型应用

热加工1050~1150℃，开锻≤1150℃，终锻≥900℃，热轧棒、锻制圆饼、模锻涡轮盘、辗环承力环均成熟；热加工塑性优良是它相对部分高镍基合金的工艺优势。冷加工硬化明显，冷拉丝/冷轧板需插中间退火。焊接性一般——可在固溶态用TIG/MIG焊接，但焊后热影响区γ'回溶且易应变时效开裂，受力件必须重新做完整三级热处理恢复性能，重要转动件尽量避免熔焊。切削按高强奥氏体偏难处理，刚性机床+硬质合金刀具+极压冷却，退火态比时效态易切。典型应用：航空发动机Ⅰ/Ⅱ级涡轮盘、压气机盘、承力环、燃烧室安装边、封严环、700℃级高温螺栓螺母；750~850℃热作模具（锻锤砧、水压机镶块、热冲压模）；燃气轮机中温承力件；3000马力级燃气轮机火焰筒（历史装机验证）。在"700℃以下旋转/承力+要控镍成本+要锻造成型"这个窗口，GH2135是GH4169之下最成熟的国产铁镍基选项。

GH2135（GH135）的立身逻辑是用33%~36%Ni+Al/Ti析出γ' + W/Mo固溶，在Fe基上复刻出700℃屈服随温升不降的反常曲线，并以不到纯镍基六成的镍耗拿下涡轮盘级中温蠕变寿命。它不拼800℃以上持久（让位GH4169/GH738）、不拼耐氯离子（让位625/825）、不拼薄壁焊接燃烧室（让位GH3044/Nimonic 263），而在航空Ⅰ/Ⅱ级涡轮盘、热作模具、700℃紧固件这种"中温+离心/预紧+大锻件"的场合，配合1080℃固溶+830℃/700℃双级时效、焊前固溶焊后重做三级热处理、VIM+ESR/VAR双联熔炼，是国内验证超半世纪的性价比主力。采购时认GH2135新牌号与GB/T 14992成分，勿与GH2130（更高Ni、瞄800℃）或GH4169（Nb强化、Fe-Ni-Cr-Nb）混淆——三者中温区间重叠但镍量、强化相与成本梯度分明。

UNS N06600、Inconel600、Alloy600、UNS N06601、Inconel601、Alloy601、UNS N06625、Inconel625、Alloy625、Inconel690、Inconel718、InconelX-750

二、英科：

UNS NO8800、Incoloy800、Alloy800UNS NO8810、Incoloy800H、Alloy800H/800HT、UNS NO8825、Incoloy825、Alloy825

三、Carpenter20合金：

Alloy20cb-3、UNS NO8020

四、蒙乃尔：

Monel400NO4400Alloy400MonelK500NO5500

五、哈氏合金：

Hastelloy C-276、C-22、C-4、Hastelloy B、B-2、B-3、Hastelloy X、G、G2、G3、Hastelloy G30

六、固溶强化性铁镍基合金：

NS111、NS112、NS113、NS131、NS141、NS142、NS143

七、固溶强化型镍基合金：

NS311、NS312、NS313、NS314、NS315、NS321、NS322、NS331、NS332、NS333、NS334、

NS335、NS336、NS341

八、时效强化型镍基合金：

NS411

九、固溶强化型铁基合金：

GH1015、GH1035、GH1040、GH1131、GH1140

十、时效硬化性铁基合金：

GH2018、GH2036、GH2038、GH2130、GH2132/SUH660、GH2135、GH2136、GH2302

十一、固溶强化型镍基合金：

GH3030、GH3039、GH3044、GH3028

十二、时效硬化型镍基合金：

GH4033、GH4037、GH4043、GH4049、GH4133、GH4133B、GH4169

十三、奥氏体不锈钢:

904L（UNS N08904）、Nitronic60(S21800）、nitronic50(XM-19)/S20910、304L、316Ti、316N、316LN、316Mod、317L、317LN、309S、310S、304N

十四、复合式不锈钢：

SAF2205（F51）、SAF2507（F53）、S32760、254SMo（F44、DIN1.4529）、329J1（0Cr26Ni5Mo2）、SAF2506、0Cr17Mn13Mo2N(A4钢)

十五、沉淀硬化不锈钢

17－4PH(SUS630、S17400、0Cr17NiCu4Nb)、17-7PH（SUS631、0Cr17Ni7Al)、15-7Mo（SUS632、0Cr15Ni7Mo2Al）、15-5PH VAR(S15500、0Cr15Ni5Cu3Nb)

十六、其它：

可伐合金4J29 Kovar，Invar合金4J36 Invar合金、4J34，4J46，4J32，4J42