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GH2132高溫合金高溫穩定性與耐蝕性百科全書
GH2132（中國牌號，對應美國Inconel 718）是一種鎳-鉻-鐵基沉淀硬化型高溫合金，具有優異的高溫強度、抗氧化性、耐腐蝕性和良好的加工性能，廣泛應用于航空航天、能源、化工等領域。
1. GH2132高溫穩定性
(1) 高溫力學性能
GH2132在高溫下（≤700°C）仍能保持較高的強度，主要歸功于其γ''（Ni?Nb）強化相和少量γ'（Ni?(Al,Ti)）相。
| 溫度（°C） | 抗拉強度（MPa） | 屈服強度（MPa） | 延伸率（%） |
|---|---|---|---|
| 20（室溫） | ≥1275 | ≥1030 | ≥12 |
| 650 | ≥1000 | ≥850 | ≥15 |
| 700 | ≥850 | ≥700 | ≥20 |
高溫持久性能（650°C/620MPa）：≥50小時（標準AMS 5662要求）。
(2) 抗氧化性能
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抗氧化溫度：約850°C（長期使用建議≤700°C）。
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氧化機制：表面形成Cr?O?保護膜，防止進一步氧化。
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抗氧化數據（增重法，800°C/100h）：≤0.5 mg/cm2。
(3) 組織穩定性
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長期時效影響：
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在650-700°C長期服役時，γ''相會逐漸粗化，并可能轉變為δ相（Ni?Nb，正交結構），導致強度緩慢下降。
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超過750°C時，γ''相會快速溶解，合金軟化。
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2. GH2132耐蝕性
(1) 耐均勻腐蝕性能
| 介質（常溫） | 腐蝕速率（mm/年） | 耐蝕性評價 |
|---|---|---|
| H?SO?（10%） | <0.1 | 優秀 |
| HCl（1%） | <0.5 | 良好 |
| NaOH（30%） | <0.01 | 優秀 |
| 海水 | <0.05 | 優秀 |
(2) 耐應力腐蝕開裂（SCC）
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耐氯化物SCC：優于304不銹鋼，但不如哈氏合金（如C276）。
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耐堿應力腐蝕：優秀（適用于NaOH、KOH環境）。
(3) 耐點蝕與縫隙腐蝕
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點蝕當量（PREN）：
????=%??+1.5×%??+30×%?≈20(GH2132含少量Mo)PREN=%Cr+1.5×%Mo+30×%N≈20(GH2132含少量Mo)-
評價：中等耐點蝕（優于304不銹鋼，但不及625合金）。
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3. 影響高溫穩定性和耐蝕性的關鍵因素
(1) 熱處理工藝
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標準熱處理（AMS 5662）：
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固溶處理：950-980°C × 1h，空冷或油冷。
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時效處理：720°C × 8h → 爐冷至620°C × 8h，空冷。
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過時效影響：
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若在750°C以上長期使用，γ''相會轉變為δ相，導致強度下降。
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(2) 合金成分優化
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Cr（17-21%）：提高抗氧化和耐蝕性。
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Nb（4.75-5.5%）：形成γ''相，增強高溫強度。
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Mo（2.8-3.3%）：提升耐點蝕能力。
(3) 表面處理
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滲鋁：提高900°C以下的抗氧化性。
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鍍Pt或MCrAlY涂層：用于航空發動機熱端部件。
4. 典型應用
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航空發動機：WO輪pan、壓氣機盤、緊固件。
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燃氣輪機：燃燒室部件、螺栓。
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化工設備：耐酸泵、閥門、反應釜。
5. 對比其他高溫合金
| 合金 | 高使用溫度 | 主要強化機制 | 耐蝕性 | 成本 |
|---|---|---|---|---|
| GH2132 | 700°C | γ''相 | 良好 | 中 |
| GH4169 | 650°C | γ''相 | 優 | 高 |
| GH3030 | 800°C | 固溶強化 | 一般 | 低 |
6. 結論
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GH2132在≤700°C下具有優異的高溫強度和抗氧化性，適用于航空、能源領域。
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耐蝕性良好，但在強酸（如HCl）環境中建議選用更高鉬含量的合金（如625）。
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長期高溫使用需關注γ''相→δ相轉變，避免過時效軟化。
