產(chǎn)品詳情
GH2747高溫合金熱膨脹性能與熱導(dǎo)率分析
GH2747（對(duì)應(yīng)俄羅斯牌號(hào) ЭП747）是一種 Fe-Ni-Cr 基沉淀硬化型高溫合金，具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度、抗氧化性和耐腐蝕性，廣泛應(yīng)用于 航空發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、核工業(yè) 等領(lǐng)域。以下是其熱膨脹性能和熱導(dǎo)率的詳細(xì)分析。
1. GH2747熱膨脹性能
(1) 熱膨脹系數(shù)（CTE, 20°C至T°C）
GH2747的熱膨脹系數(shù)（CTE）隨溫度升高而增大，典型數(shù)據(jù)如下：
| 溫度范圍（°C） | 平均熱膨脹系數(shù)（×10??/°C） |
|---|---|
| 20-100 | 12.5 |
| 20-200 | 13.2 |
| 20-400 | 14.0 |
| 20-600 | 14.8 |
| 20-800 | 15.5 |
特點(diǎn)：
-
低于400°C時(shí)，CTE較低（≈14×10??/°C），適合精密部件。
-
600-800°C時(shí)，CTE增大（≈15.5×10??/°C），但仍低于不銹鋼（如304的17×10??/°C）。
(2) 影響熱膨脹的因素
-
合金成分：高Ni（≈42%）和Cr（≈15%）含量有助于穩(wěn)定CTE。
-
熱處理狀態(tài)：固溶態(tài)比時(shí)效態(tài)略高（差異<5%）。
-
相變影響：在600-800°C，γ'相（Ni?(Al,Ti)）析出可能導(dǎo)致微小膨脹變化。
2. GH2747熱導(dǎo)率分析
(1) 熱導(dǎo)率（W/(m·K)）隨溫度變化
| 溫度（°C） | 熱導(dǎo)率（W/(m·K)） |
|---|---|
| 20 | 12.5 |
| 200 | 14.0 |
| 400 | 16.5 |
| 600 | 18.0 |
| 800 | 20.0 |
特點(diǎn)：
-
室溫?zé)釋?dǎo)率較低（12.5 W/(m·K)），接近不銹鋼（304: 15 W/(m·K)）。
-
隨溫度升高，熱導(dǎo)率增加（800°C時(shí)達(dá)20 W/(m·K)），優(yōu)于鎳基合金（如Inconel 718）。
(2) 影響熱導(dǎo)率的因素
-
合金元素：
-
Cr、Al、Ti 降低熱導(dǎo)率（固溶強(qiáng)化效應(yīng)）。
-
Ni、Fe 貢獻(xiàn)一定的導(dǎo)熱性。
-
-
微觀結(jié)構(gòu)：
-
時(shí)效處理（γ'相析出）會(huì)略微降低熱導(dǎo)率（≈5%）。
-
晶界散射：細(xì)晶材料熱導(dǎo)率略低于粗晶。
-
3. 與其他高溫合金對(duì)比
| 合金 | 20-800°C CTE（×10??/°C） | 800°C熱導(dǎo)率（W/(m·K)） | 適用溫度上限 |
|---|---|---|---|
| GH2747 | 15.5 | 20.0 | 850°C |
| GH4169 | 14.5 | 18.5 | 700°C |
| GH3030 | 16.0 | 22.0 | 900°C |
| 304不銹鋼 | 17.0 | 25.0 | 600°C |
結(jié)論：
-
GH2747的熱膨脹系數(shù)低于不銹鋼，適合高溫精密部件（如渦輪密封環(huán)）。
-
熱導(dǎo)率中等，適用于需要兼顧強(qiáng)度和散熱的結(jié)構(gòu)件。
4. 工程應(yīng)用建議
-
高溫緊固件：利用低CTE減少熱應(yīng)力。
-
燃燒室襯套：需結(jié)合抗氧化涂層（如滲鋁）提升耐溫性。
-
熱交換部件：熱導(dǎo)率適中，需優(yōu)化散熱設(shè)計(jì)。
5. 總結(jié)
-
熱膨脹性能：CTE（20-800°C）≈15.5×10??/°C，優(yōu)于不銹鋼，適合高溫精密裝配。
-
熱導(dǎo)率：800°C時(shí)達(dá)20 W/(m·K)，適合中等散熱需求的高溫結(jié)構(gòu)件。
-
推薦使用溫度：長(zhǎng)期≤850°C（短期可達(dá)900°C）。
