支恩集团 GH113铁镍基抗氧化合金 厂家直发 保质保量

一、GH113合金的基本概述与化学成分

GH113合金（统一数字代号H11310，旧牌号GH131，对应苏联ЭИ126）是一种铁-镍-铬系固溶强化型变形高温合金，并以添加钨（W）、钼（Mo）、氮（N）、硼（B）等元素进行综合强化。该合金专为700℃～950℃短时高温抗氧化承力结构及950℃～1100℃抗氧化不承力构件设计，在固溶强化高温合金中以相对低廉的铁基成本获得接近部分镍基合金的抗氧化温度和较好高温强度，是早期及部分在役航空发动机燃烧室、加力燃烧室火焰筒及工业高温炉耐热构件的经典选材。与GH3030（Ni≥75%, Cr20%）相比，GH113含Ni仅约28%（余Fe≈50%），成本显著降低，且在短时超温（1000℃～1100℃）下抗氧化皮附着性仍较好（靠Cr20%+W、Mo、N综合作用）；与GH3044（含W≈13%）相比高温持久强度略低但加工性优、成本低。该合金通过W、Mo固溶强化+微量N、B晶界强化，在800℃以下具有一定承载能力，高于850℃主要作抗氧化蒙皮/衬套使用。

从化学成分看，GH113主体元素为铁（Fe）、镍（Ni）和铬（Cr），并添加钨（W）、钼（Mo）、氮（N）、硼（B）等强化元素。典型配比为：碳≤0.10%，铬20.0%～23.0%，镍25.0%～30.0%，钨4.5%～6.0%，钼2.5%～3.5%，氮0.15%～0.30%（关键微量，形成VN并强化晶界），硼0.003%～0.010%，铈≤0.050%（有的批次不加），锰≤0.60%，硅≤0.80%，磷≤0.030%，硫≤0.020%，余量为铁（Fe≈40%～48%）。各元素作用：Fe（余量）大幅降本并维持奥氏体（需Ni≈28%稳定）；Ni（25%～30%）与Cr配合确保FCC奥氏体在700℃～1000℃稳定不脆化（无475℃脆性、无σ相快析出风险）；Cr（20%～23%）形成Cr₂O₃膜保证900℃～1100℃抗氧化（优于18-8不锈钢）；W（4.5%～6.0%）和Mo（2.5%～3.5%）强固溶强化提高温强度；N（0.15%～0.30%）以VN形式微量存在，钉扎晶界提升蠕变抗力并细化晶粒；B（0.003%～0.010%）偏聚晶界进一步强化；C形成M₂₃C₆碳化物沿晶界辅助钉扎（过量致脆性）。极严S、P控防晶界脆化。

与同类铁基固溶合金相比，GH113核心优势是成本极低+可制薄板焊接大型结构+1100℃短时抗氧化——GH3039抗氧化略优但含Ni高成本高；GH3044高温强度更高但W高难深冲；GH113适合批量航空燃烧室薄壁焊接构件（火焰筒、外套），曾是米格系列战机发动机标配材料，现部分被GH99、GH3044取代但在工业炉、老机延寿中仍存用量。

二、GH113合金的物理、力学性能与热处理工艺

GH113核心价值是800℃以下可承载、950℃以上仅抗氧化但皮膜附着尚可，且薄板焊接性优良。物理性能：密度约8.20～8.30 g/cm³，熔点约1350℃～1400℃，居里点<室温（顺磁性），室温电阻率≈1.05～1.15 μΩ·m，导热系数≈13～15 W/(m·K)(100℃)，热膨胀系数≈15.5×10⁻⁶/℃(20℃～900℃，接近碳钢)，比热≈460 J/(kg·K)。

力学性能（经固溶处理——980℃～1050℃加热保温后空冷或水冷（薄板空冷），获单一奥氏体、溶碳化物、消加工硬化）：

室温抗拉强度（Rm）：约 735～930 MPa（固溶态典型780～850 MPa）

室温屈服强度（Rp0.2）：约 345～480 MPa（典型370～430 MPa）

断后伸长率（A）：约 25%～40%（δ₅，薄板纵向典型30%～35%）

断面收缩率（Z）：约 35%～55%

高温性能：700℃下 Rm≈500～650 MPa，Rp.2≈300～420 MPa；800℃下 Rm≈350～480 MPa；900℃下 Rm≈200～300 MPa；持久强度 σ₁₀₀ʰ(700℃)≈180～250 MPa，σ₁₀₀ʰ(800℃)≈80～120 MPa（依板厚晶粒度）。

硬度：固溶态 HB 180～220，冷加工态可达 HB 240～280+。

热处理工艺：为固溶强化型——加热至1000℃±20℃保温按截面（薄板1～2min/mm，锻件1h/25mm）后空冷或水冷。不依赖时效析出（虽有微量VN但主要靠固溶），焊后不需热处理（或仅做消除应力退火500℃～600℃×1h空冷若需）。严禁含硫气氛>750℃加热防硫化脆化（Fe基更易受S攻击形成FeS低熔共晶）。

加工性能：热加工温度范围900℃～1150℃，终加工≥850℃；冷加工在固溶态进行（加工硬化率中等，优于GH4169易成形），可深拉伸、旋压制成火焰筒曲面板；焊接性能良好（与GH3030相当），可用TIG/MIG/EBW，推荐ERNiCrFe-6或同质焊丝，焊后一般不需热处理（大组件可做≤600℃应力 relief）；机加性类似奥氏体不锈钢——加工硬化，需锋利刀具、低速大进给、冷却液。

三、GH113合金的主要应用领域与工程实践

航空发动机——燃烧室及加力燃烧室薄壁结构：涡喷/涡扇发动机燃烧室外套、火焰筒（分瓣拼焊）、加力燃烧室扩散段及喷口调节片裙部，工作温度700℃～950℃（承力区）或短时1000℃～1100℃（仅抗氧化），利用薄板焊接性、成形性及成本优势。俄系及国产早期战机发动机（如WP-7、WP-13系列）燃烧室大量采用GH113板材。

工业高温炉——辐射管、马弗罐及热处理夹具：渗碳炉辐射管外包、井式炉马弗罐（≤1050℃短时）、淬火料筐及高温托辊护套，要求抗氧化且成本低于Incoloy 800H。

航天与导弹——助推器燃烧室衬套：小型固体火箭发动机燃烧室衬套（短时耐温），可焊成圆筒。

排气系统——高温排气管及波纹补偿器：飞机辅助动力装置（APU）排气导管、舰船柴油机高温排气管波纹节（≤800℃）。

工程注意：①长期>850℃承载时强度衰减快（固溶型无沉淀相），设计按700℃～750℃取许用应力；②火焰筒需考虑热疲劳——GH113热膨胀系数较镍基略高需注意与相邻件匹配或设补偿波；③焊接热影响区强度略降但不影响使用；④硫化气氛禁入加热炉。

GH113合金（GH131型 Fe-28Ni-21Cr-5W-3Mo-0.2N）是以W、Mo固溶+晶界N/B强化的铁基固溶高温合金，经1000℃固溶处理后室温抗拉强度约735～930 MPa（典型780～850 MPa）、屈服强度约345～480 MPa（典型370～430 MPa）、断后伸长率约25%～40%（典型30%～35%），700℃～800℃下具一定持久强度，最高抗氧化温度可达1100℃（短时）。与GH3030比Ni低、成本低；与GH3044比易深冲成形、廉价。固溶处理是获性能关键，焊后一般不需热处理。未来随着新机采用更高性能镍基/ODS合金，GH113主要用于存量发动机维修、工业炉耐热构件及教学/复原制造，研究重点在长期时效组织稳定性（σ相、Laves相析出倾向）及焊接接头热老化行为。深入理解其固溶强化元素交互作用与晶界氮化物行为是基础。

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