GH2302（K232）高温合金母合金 精密铸造涡轮叶片用 真空感应熔炼 铸锭

一、化学成分与强化机理

GH2302（旧牌号GH302，铸造牌号K232）是我国研制的Fe-Ni-Cr基沉淀硬化型变形高温合金，典型化学成分质量分数为：C≤0.08％、Cr 12.0％～16.0％、Ni 38.0％～42.0％、Fe为余量（约30％～38％）、W 3.5％～4.5％、Mo 1.5％～2.5％、Al 1.8％～2.3％、Ti 2.3％～2.8％、B≤0.010％、Zr≤0.050％、Ce≤0.020％，杂质S、P严控。

其强化以γ′相［Ni₃(Al,Ti)］沉淀强化为主导——经时效处理后在基体中弥散析出L1₂结构γ′相，体积分数约10％～15％，对位错运动产生强烈阻碍从而提供主要强度增量；W和Mo共同提供固溶强化，W还能抑制γ′相粗化、提高抗蠕变能力；Cr形成Cr₂O₃表面膜赋予700℃以下抗氧化及一定耐燃气腐蚀能力；微量B偏聚晶界生成M₃B₂型硼化物强化晶界，抑制高温沿晶开裂。合金在750～800℃长期时效会有少量Laves相和σ相析出，故长期使用温度上限通常定为700℃（短时可达850℃）。

二、力学性能、热处理工艺与加工特性

棒材经标准热处理（1180℃×2h AC＋1050℃×4h AC＋800℃×16h AC）后，室温抗拉强度Rm≥930～980 MPa（典型950～1100 MPa），屈服强度Rp0.2≥550～600 MPa（典型600～650 MPa），断后伸长率A≥15％～25％，断面收缩率Z≥20％～30％。 在800℃高温下抗拉强度仍保持≥540～665 MPa，屈服强度≥400 MPa，800℃/100 MPa持久寿命＞100 h，抗热疲劳及抗氧化性能优良。

热加工温度区间为1050～1180℃，终锻温度不低于850～900℃，热塑性良好；固溶态可进行冷成形，有明显加工硬化倾向，冷变形量大时需中间退火恢复塑性；焊接性能较好，固溶态氩弧焊裂纹倾向小，焊后经800℃×16h时效可恢复强度，但薄板接触焊较困难需选用合适工艺。物理参数：密度约8.09 g/cm³，熔点约1375℃，无磁性，线膨胀系数(20～800℃)约16.6×10⁻⁶/℃，弹性模量20℃约177 GPa。

三、应用领域与服役环境

GH2302长期工作温度为−196℃（深冷）至700℃（短时850℃），在600～800℃区间保持较高中温强度与抗氧化性，且组织与性能稳定。主要应用于航空涡轮喷气发动机加力燃烧室火焰筒、加力衬板、喷管调节片及导流板等板材构件；工业燃气轮机涡轮导向叶片及部分工作叶片；各类高温承力环形件与支架；也可作为母合金（K232）用于精密铸造涡轮叶片及整体涡轮。是介于GH2132（A286）与高合金化镍基高温合金之间的中温高强Fe-Ni-Cr基优选材料。

GH2302是以γ′相［Ni₃(Al,Ti)］沉淀强化为核心、W-Mo固溶强化的Fe-Ni-Cr基变形高温合金，通过"双级固溶＋800℃×16h时效"热处理在室温下获得抗拉强度≥930 MPa、屈服强度≥550 MPa及断后延伸率≥15％的综合强韧性，在700℃长期服役条件下组织稳定、抗热疲劳与抗氧化能力良好，广泛用于航空发动机加力燃烧室板材构件、燃气轮机导向叶片及K232精密铸件母合金，是中温高强度铁镍基高温合金的代表牌号之一。

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