GH5188 材料参数
GH5188(GH188 / Haynes 188)固溶强化型钴基高温合金 — 材料参数
一、基本信息
| 项目 | 内容 |
| 材料类型 | 固溶强化型钴基变形高温合金 |
| 合金体系 | Co-Cr-Ni-W系(钴-铬-镍-钨) |
| 国标新牌号 | GH5188 |
| 国标旧牌号 | GH188 |
| 美标牌号 | UNS R30188 / Haynes 188(HA188) |
| 德标牌号 | W.Nr. 2.4683 |
| 法标牌号 | KCN22W |
| 强化机制 | 固溶强化(W)+ 碳化物弥散强化(M₆C、M₂₃C₆),无时效析出强化 |
| 磁性 | 完全无磁性(FCC γ奥氏体组织) |
二、化学成分(质量百分比 %)
| 元素 | Co | Cr | Ni | W | C | La | Fe | Mn | Si | B | P | S | Cu | Mo |
| 最小值 | 余量 | 20.0 | 20.0 | 13.0 | 0.05 | 0.03 | — | — | 0.20 | — | — | — | — | 1.20 |
| 最大值 | — | 24.0 | 24.0 | 16.0 | 0.15 | 0.12 | 3.0 | 1.25 | 0.50 | 0.015 | 0.020 | 0.015 | 0.07 | 1.60 |
* 其他微量元素限制:Ag ≤ 0.001%,Bi ≤ 0.0001%,Pb ≤ 0.001%,Ti ≤ 0.15%,Al ≤ 0.50%,Nb ≤ 0.10%,Zr ≤ 0.06%
三、物理性能
| 指标 | 参数 |
| 密度 | 9.09~9.14 g/cm³ |
| 熔点 | 1300~1360℃ |
| 磁性 | 完全无磁性 |
| 线膨胀系数(20~800℃) | 15.2~16.8×10⁻⁶/K |
| 热导率(100℃) | 约19 W/(m·K) |
| 热导率(800℃) | 约26.5~29 W/(m·K) |
| 电阻率(20℃) | 1.051×10⁻⁶ Ω·m |
| 比热容(100℃) | 约208 J/(kg·℃) |
| 比热容(800℃) | 约571 J/(kg·℃) |
四、力学性能(固溶态)
| 品种 | 温度(℃) | 屈服强度(MPa) | 抗拉强度(MPa) | 延伸率(%) | 硬度 |
| 中板 | 20 | ≥380 | ≥860 | ≥45 | HV ≤ 282 |
| 薄板 | 20 | ≥380 | ≥860 | ≥45 | — |
| 带材(δ≤0.51mm) | 20 | ≥250 | ≥860 | ≥40 | — |
| 带材(δ>0.51mm) | 20 | ≥250 | ≥860 | ≥45 | — |
| 棒材 | 20 | ≥380 | ≥860 | ≥45 | HBS ≤ 302 |
| 锻件 | 20 | ≥380 | ≥860 | ≥45 | HBS ≤ 293 |
| 精铸件 | 20 | ≥300 | ≥600 | ≥10 | — |
* 典型值:抗拉强度895~1030 MPa,屈服强度≥380 MPa,延伸率≥35%~45%
五、高温力学性能
| 指标 | 815℃ | 870℃ | 927℃ | 980℃ |
| 抗拉强度(MPa) | — | 310~380 | — | 200~260 |
| 持久强度(MPa/100h) | 约100 | 约55 | — | 约27 |
| 持久寿命(927℃/165MPa) | — | — | ≥23h | — |
| 持久寿命(927℃/76MPa) | — | — | ≥23h | — |
六、抗氧化性能
| 温度(℃) | 氧化速率(g/m²·h) | 试验时间 |
| 900 | 0.021~0.034 | 100h |
| 1000 | 0.081~0.098 | 100h |
| 1100 | 0.125~0.128 | 100h |
* 承载件长期使用温度 ≤ 980℃;短时抗氧化温度可达 1100℃
七、热处理工艺参数
| 品种 | 固溶温度(℃) | 冷却方式 | 备注 |
| 锻制棒材、环形件 | 1180±10 | 快速冷却 | HB ≤ 293 |
| 冷轧板、带材 | 1165~1230 | 快速空冷 | 保温时间根据截面厚度确定 |
| 热轧板材 | 1170~1190 | 空冷 | HV ≤ 282 |
* 严禁慢冷(防止碳化物沿晶界连续析出降低塑性);严禁渗碳及铜污染;不可用时效处理替代固溶
八、工艺性能
| 指标 | 参数 |
| 热加工温度 | 1100~1230℃,终锻温度 ≥ 950℃ |
| 冷加工特性 | 加工硬化速率快,需中间退火(1065~1175℃快冷) |
| 焊接性 | 优良,适用TIG、MIG、电子束焊、电阻焊及钎焊,推荐同质焊丝 |
| 焊后处理 | 建议去应力退火(1100℃×1h,Ar冷) |
| 增材制造 | 2026年已实现SLM(选区激光熔化)规模化应用 |
| 晶粒度要求 | ≥ 4级 |
九、典型应用领域
| 领域 | 典型零件 | 工作温度 |
| 航空发动机 | 燃烧室火焰筒、加力燃烧室衬套、导向叶片、喷管零件、隔热屏 | 800~980℃ |
| 航天推进系统 | 火箭发动机燃烧室壳体、喷管延伸段 | ≤1100℃ |
| 工业燃气轮机 | 燃烧室衬套、过渡段、喷嘴环 | 900~1050℃ |
| 核电 | 高温结构支撑件、热交换器 | — |
| 工业炉 | 高温炉辊、辐射管、化工设备构件 | ≤1000℃ |
十、与相近牌号对比
| 对比项 | GH5188 | GH3230 | GH5189 | Hastelloy X |
| 基体 | 钴基 | 镍基 | 钴基(含Nb) | 镍基 |
| 850℃以上持久强度 | 优 | 一般 | 略优 | 一般 |
| 700~800℃中温强度 | 一般 | 优 | 优 | 良好 |
| 抗氧化性 | 优 | 良好 | 优 | 良好 |
| 焊接性 | 优 | 良好 | 一般(含Nb) | 优 |
| 抗热疲劳 | 优 | 良好 | 优 | 一般 |
十一、执行标准
| 标准编号 | 标准名称 |
| GB/T 14992 | 高温合金和金属化合物高温材料的分类和牌号 |
| GJB 1952 | 航空用高温合金通用规范 |
| HB 5268 | 航空用高温合金热处理工艺 |
| Q/584002 | GH188合金冶轧带材 |
| Q/584014 | GH188合金锻件 |
| Q/584022 | GH188合金棒材 |
| Q/584057 | GH188高温合金冷拉焊丝 |
十二、价格参考
| 品种 | 参考价格 |
| 棒材(2026年上海市场) | 约378元/kg |
| 板材/锻件 | 视规格议价 |
* 价格为参考值,实际成交价受规格、批量、交货状态等因素影响