GH3044 是一款以镍为基体,铬和钨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%,含有少量硅、锰等元素,杂质总含量≤0.5%。这种合金凭借铬和钨的协同作用,在 1000℃以上的高温环境中展现出卓越的抗氧化性和结构稳定性,是航空航天高温部件的核心材料。
铬元素是抗氧化性能的核心保障,18%-21% 的铬含量能在合金表面形成一层致密的 Cr₂O₃氧化膜,这层氧化膜的自修复能力强,能有效阻止氧气向内部扩散。在 1100℃的静态空气中,其氧化速率仅为 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,远低于同类合金的 0.1mm。钨元素通过固溶强化作用提升高温强度,使 1000℃时的抗拉强度仍保持在 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,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,经历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 1200℃保温 10 小时的均匀化处理,消除成分偏析。
应用于航空发动机燃烧室、导向叶片,工业炉加热管、辐射板,燃气轮机高温段部件等,在高温氧化环境中表现稳定。