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合金钢是什么材质？在普通碳钢的基础上加入适当的一种或多种合金元素形成的铁碳合金。根据不同的添加元素，采用适当的加工工艺，可获得高强度、高抗、耐磨、耐腐蚀、耐低温、耐高温、无磁性等特殊功能。
合金钢的主要合金元素是硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒、钛、铌、锆、钴、铝、铜、硼和稀土。同时，钒、钛、铌、锆等。是钢中的强碳化物元素，只要有足够的碳，它们就能在适当的条件下形成自己的碳化物。当它们缺碳或在高温条件下，以原子态进入固溶体；锰、铬、钨和钼是碳化物的组成元素，其中一部分以原子状态进入固溶体，另一部分构成替代合金渗碳体。铝、铜、镍、钴、硅等是不构成碳化物元素，通常以原子状态存在于固溶体中。 合金钢的种类很多，一般分为低合金钢(含量lt;5%)、中合金钢(含量5%~10%)和高合金钢(含量gt;10%)；按质量分为优质合金钢和特种合金钢；根据其特点和用途，分为合金结构钢、不锈钢、耐酸钢、耐磨钢、耐热钢、合金工具钢、滚动轴承钢、合金弹簧钢和特殊功能钢(如软磁钢、永磁钢和非磁钢)。 除了铁、碳和少量不可避免的元素硅、锰、磷和硫外，钢中还富含一定量的合金元素。钢中的合金元素包括硅、锰、钼、镍、锑、矾、钛、铌、硼、铅和稀土中的一种或多种。这种钢称为合金钢系统的合金钢。根据各自的资金条件，在中国发现以硅、锰、钒、钛、铌、硼、铅、稀土为主的合金钢体系占钢总产量的10%以上。一般来说，合金钢根据用途可分为八类，分别是:合金结构钢、弹簧钢、轴承钢、合金工具钢、高速工具钢、不锈钢、耐热不锈钢和电工硅钢。 合金钢根据各种元素在钢中形成碳化物的倾向可分为三类: ①强碳化物成分，如钒、钛、铌、锆等。 这类元素只需要有令人满意的碳，在适当的条件下，就构成了自己的碳化物；只有在缺碳或高温的条件下，才以原子的形式进入固溶体。 ②碳化物元素，如锰、铬、钨、钼等。这些元素有的以原子状态进入固溶体，有的则构成替代合金的渗碳体，如(铁、锰)C、(铁、铬)C等。如果含量超过一定限度(锰除外)，就会构成自己的碳化物，如(Fe，Cr)7C，(Fe，W)6C等。 ③不构成碳化物的元素，如硅、铝、铜、镍、钴。这些元素一般以原子状态存在于奥氏体、铁素体等固溶体中。合金元素中的一些对比元素，如铝、锰、硅、钛、锆等。简单地与钢中的氧和氮化物结合形成稳定的氧化物和氮化物，它们通常以掺杂剂的形式存在于钢中。锰、锆等元素也掺杂有由硫组成的硫化物。当钢富含镍、钛、铝、钼等元素时，就能形成不同类型的金属间化合物。一些合金元素，如铜、铅等。如果其含量超过其在钢中的溶解度，则以相对纯的金属相存在。 钢的功能取决于其相组成、相组成和结构、钢中各相的体积组成及其相对分散性。合金元素受上述因素的影响。对钢的相变点的影响主要是改变钢中相变点的取向，大致可以概括为以下三个方面: ①改变相变点的温度。一般来说，γ相(奥氏体)区的元素，如锰、镍、碳、氮、铜、锌等。，降低A点温度，升高A4点温度；反之，如果γ相区的元素减少，如锆、硼、硅、磷、钛、钒、钼、钨、铌等。，点A的温度将升高，点A4的温度将降低。只有钴可以在点A和A4处添加温度。铬的作用是特殊的。当铬含量小于7%时，点A处的温度降低，而当铬含量大于7%时，点A处的温度升高。 ②改变共析点S的取向，减少γ相区元素使共析点S温度升高；延伸γ相区的元素则相反。此外，几乎所有的合金元素都降低了共析点S的碳含量，使S点左移。然而，碳化元素如钒、钛、铌等。(包括钨、钼)含量达到一定限度后会使S点向右移动。 ③改变γ相区的形状、大小和取向。这种影响比较复杂，合金元素含量高时会发生明显变化。例如，当镍或锰含量高时，γ相区可在室温以下扩展，钢会变成单相奥氏体排列；而当硅或铬含量较高时，γ相区可以收缩很小甚至完全消失，钢在任何温度下都是铁素体排列。
GH78一、概述
GH78是以γ′相沉淀硬化的镍基高温合金，具有良好的耐燃气腐蚀能力、较高的屈服强度和疲劳性能，工艺塑性良好，组织稳定。广泛用于航空发动机转动部件，使用温度不高于℃。可以生产冷轧和热轧板材、管材、带材、丝材和锻件、铸件、紧固件。
1.1GH78材料牌号Gp78
1.2GH78相近牌号Waspaloy(美国)，NC20K14(法国)
1.GH78材料的技术标准
Z9--《涡轴八用GH78合金棒材暂行技术条件》
Q/6S-《高温紧固件用GH78合金棒材》
协上五高09-《GH78合金烟气机盘试制技术条件》(上钢五厂)
1.4GH78化学成分见表1-1。
注：微量杂质为ω(Pb)≤0.%、ω(As)≤0.%、ω(Sn)≤0.2%、ω(Sb)≤0.%、ω(Bi)≤0.0%。
1.5GH78热处理制度℃±10℃，4h，空冷＋℃，24h，空冷＋℃，16h，空冷。
1.6GH78品种规格和供应状态可生产棒材、型材、锻坯、环形件、厚板、薄板、带材、管材、丝材、砂型铸件、精密铸件和紧固件等，通常不经热处理交货，板材固溶处理后交货。
1.7GH78熔炼和铸造工艺采用真空感应熔炼加真空电弧重熔工艺。
1.8GH78应用概况与特殊要求该合金在国外广泛用于航空发动机和燃气轮机，主要用作涡轮叶片及涡轮盘等转动件，有成熟的使用经验。由于该合金含钴较高，在国内较少采用。
二、GH78物理及化学性能
2.1GH78热性能
2.1.1GH78熔化温度范围10～℃。
2.1.2GH78热导率见表2-1。
2.1.GH78比热容见表2-2。
2.1.4GH78线膨胀系数见表2-。
2.2GH78密度ρ=8.22g/cm。
2.GH78电性能
2.4GH78磁性能合金无磁性。
2.5GH78化学性能
2.5.1GH78抗氧化性能合金在空气介质中试验h后的氧化速率见表2-4。
2.5.2GH78耐腐蚀性能合金抗盐雾腐蚀能力良好。
三、GH78力学性能
.1GH78技术标准规定的性能见表-1。
四、GH78组织结构
4.1GH78相变温度合金中γ′相的溶解温度为～0℃，开始从基体中析出温度为60℃，析出峰值温度为℃。合金中M2C6碳化物相的开始析出温度为℃，完全溶解温度为℃。
4.2GH78时间-温度-组织转变曲线
4.GH78合金组织结构经标准热处理后，除奥氏体基体外，还有γ′相，其化学式为(Ni0.88Fe0.0Cr0.Co0.09
).28(Al0.8Ti0.62Mo痕迹)，该相总量占合金重量的20%。此外，还有M2C6型碳化物，其化学式近似为(Cr0.Mo0.
Ni0.Co0.Fe0.02Ti0.)2C6。另外，还有少量的Ti(CN)和TiN等相。
该合金经℃和70℃长期时效至h，γ′相的数量变化不明显，分别约有%和1%左右的补充析出，γ′相大小分别从nm长大至nm和nm。碳化物MC向M2C6转化，碳化物总量略有增加，从时效前占基体总量的0.5%增加到0.76%和0.78%。在长期时效过程中无新相析出，组织稳定。
五、GH78工艺性能与要求
5.1GH78成型性能
5.1.1GH78合金塑性图见图5-1。
5.1.2GH78合金的再结晶图见图5-2。
5.1.GH78该合金热加工塑性良好，是比较好成形的镍基高温合金。锻造开坯加热温度～℃，适宜的热加工温度为～℃，终锻温度不低于0℃。涡轮叶片锻造温度通常采用～℃范围，模锻最小变形量应大于25%。应避免在高温（℃）下小变形量（约10%）热加工，此时可能在晶界上形成连续的MC型碳化物薄膜，导致缺口敏感。在较低温度下（～℃）热变形，晶界上很少形成MC碳化物薄膜，只有不连续的M2C6型碳化物，热处理后可获得均匀的4～5级晶粒度，综合性能良好。
5.GH78零件热处理工艺零件热处理时应注意防止零件表面元素贫化，加热应均匀。
5.4GH78表面处理工艺该合金用做涡轮叶片和涡轮盘等转动件时，为了提高疲劳性能，进行氩气保护消除应力退火，以及喷丸处理。为提高涡轮叶片耐燃气腐蚀及热疲劳性能，可进行扩散渗铝处理。
