GH3044 是一种以镍为基体,铬为主要合金元素的固溶强化型高温合金,其成分组成为镍 75%-79%、铬 18%-21%、钨 3%-4%,少量硅、锰等元素,杂质总含量≤0.5%。这种合金在 1000℃以上的高温环境中仍能保持优异的抗氧化性和足够的强度,是航空航天及工业炉领域高温部件的核心材料。
铬元素的高占比是其抗氧化性能的关键。18%-21% 的铬在合金表面形成致密的 Cr₂O₃氧化膜,能有效阻止氧气向内部扩散,在 1100℃静态空气中的氧化速率仅为 0.05mm / 年,某航空发动机燃烧室采用该合金后,在 1050℃下累计运行 1000 小时,氧化层厚度仅 0.03mm。钨元素的加入则通过固溶强化提高合金的高温强度,使 1000℃时的抗拉强度仍保持 300MPa 以上,满足高温承载需求。
力学性能方面,GH3044 在室温下的抗拉强度为 750-850MPa,延伸率 30%-35%,随着温度升高,强度缓慢下降,在 800℃时仍有 500MPa 的抗拉强度。某工业炉的加热管在 900℃循环使用中,反复热胀冷缩后无裂纹产生,使用寿命达 5 年以上。其高温持久性能优异,1000℃、100MPa 应力下的持久寿命超过 100 小时,适合长期高温工作的部件。
加工性能上,GH3044 可进行锻造、轧制和焊接等加工。热锻温度需控制在 1150-1200℃,此时合金塑性最佳,单道次变形量可达 40%,某燃气轮机导向叶片经锻造后,尺寸精度达 IT12 级。焊接采用氩弧焊,使用同材质焊丝,焊后经 1100℃固溶处理,接头强度可达母材的 90%,某高温管道焊接后在 1000℃下运行无泄漏。
制备工艺注重成分均匀性,真空感应炉熔炼(真空度≤10⁻³Pa)可减少气体杂质,原材料采用高纯度镍板和铬铁,熔炼温度 1500℃,保温 30 分钟确保合金元素充分溶解。铸锭经均匀化处理(1200℃保温 10 小时),消除成分偏析。
应用领域集中在高温抗氧化部件:航空发动机燃烧室、导向叶片;工业炉加热管、辐射板;燃气轮机高温段部件;高温实验设备等,在高温氧化环境中表现稳定。