GH2035A 的热加工成材率 80%：高塑性锻材这样避开锻造裂纹

GH2035A 是铁基沉淀硬化型变形高温合金，旧牌号 GH35A，碳 0.05%~0.11%、铬 20.0%~23.0%、镍 35.0%~40.0%、钨 2.50%~3.50%、钛 0.80%~1.30%，不加铝或只加微量。研制期的数据是：加 0.25% 铝后抗拉与屈服分别提高约 250 MPa 与 150 MPa，达到 900 MPa 与 450 MPa 以上。

0.25% 铝换来 250 MPa

这支合金的成分设计有一个关键点：铝是可加可不加的元素。不加铝，γ′ 以 Ni₃Ti 为主，数量少、强度低；加 0.25% 铝，γ′ 变成 Ni₃（Al,Ti），数量与稳定性同时上升，抗拉提高约 250 MPa、屈服提高约 150 MPa,700℃/235 MPa 的持久寿命从几小时跳到 150 小时。这一条把铝从杂质变成了合金元素，订货时必须写明铝的上限与下限。

成材率 80% 是怎么来的

研制资料给的成材率在 80% 以上，性能合格率更高，这个数在高温合金锻材里算好的。原因有两头：一是成分上避开了高铝高钛带来的热裂敏感，二是热处理窗口宽，锻造温度范围大。同类铁基合金锻造时常见的表面裂纹、中心裂纹，在这支合金上明显少，坯料的修磨量因此下降，成材率就上去了。

热加工的三个温度

装炉温度、开锻温度与终锻温度要分开控制：装炉温度低，避免大截面坯料的热应力开裂；开锻温度高，塑性好、变形抗力低；终锻温度不低于 900℃，低于这个温度变形，表面先裂。锻后的冷却方式按截面定，薄件空冷，厚件缓冷，避免心部残余应力过大。锻后及时退火，把锻造应力放掉再粗加工。

900 MPa 与 700℃ 持久

900 MPa 抗拉、450 MPa 屈服、700℃/235 MPa 持久 150 小时，这组数是研制期的实测值，不是产品标准的下限。正式订货时按技术条件的最低值验收，实测值只作参考。差别在于热处理制度：研制试样用的是实验室制度，批量生产用的是工业炉制度，炉温均匀性与冷却速度的差异会让强度掉 30~50 MPa。

环形件的用途

铝的上下限怎么定

铝在 0.25% 附近是这支合金的强化拐点：低于 0.15%，γ′ 以 Ni₃Ti 为主，强度不够；高于 0.40%，γ′ 数量过多、塑性下降，锻造时表面裂纹增多。技术条件里把铝写成 0.15%~0.35% 这样的窄区间，化验偏差就能吃掉一半，炉前分析要多取几个点。铝的加入方式用中间合金，直接加铝烧损大、回收率不稳定。

锻件的低倍与晶粒

锻件的低倍检查看流线、残留枝晶与白点，流线断开的位置是变形量不足或变形死区，裂纹常从这里起。晶粒度按 ASTM E112 评级，环形件在径向与切向分别取样，两个方向的晶粒差一级以上，说明变形量分布不均。按 GB/T 226 做低倍酸浸，腐蚀时间按合金定，过腐蚀会把细小缺陷吃掉。

时效与尺寸稳定

时效温度与时间按技术条件执行，时效后的尺寸变化主要来自残余应力的释放。精密环形件在时效前做一次去应力，温度低于时效温度 30℃；时效后不再校形，校形会引入新的残余应力，长期服役中尺寸漂移。牌号按 GB/T 14992 归口，锻件的超声按 GB/T 4162 的 A 级执行。

这支合金的典型用途是航空发动机的环形件，包括涡轮内环、外环、止动环、支承环与分瓣外环，共六种零件。环形件用碾环或卷焊成形，碾环的温度与变形量按晶粒度要求定，卷焊的焊缝要按工艺评定覆盖，焊后做固溶与时效。环形件的椭圆度与端面翘曲在固溶后校形，校形量控制在 2% 以内。