基于团簇式的GH2132高温合金成分协同变化关系

摘要

GH2132(A286)是析出强化型铁基高温合金,其含有多种合金化元素,为避免不合适的成分选择导致的综合性能失配,通过重点分析东北特钢提供的产品成分,解析国标成分区间的合理性,本文提出了一个更加合适的新成分标准形式。为此,引入“团簇加连接原子”结构模型,该模型将合金成分的结构载体表述为[中心-第一近邻](连接原子)的团簇成分式形式。首先将合金化元素分为基体Fe、稳定奥氏体的(Ni,Mn)、稳定铁素体的(Cr,Mo,V,Si,Ti,Al)、以及不进入团簇式的(C,P,S,B)。通过分析国标规定的成分区间和实际合金成分,指出合金的实际成分区间远小于国标范围,并由16原子的成分式限定:Fe_((8.5~9.0)±0.25)(Ni,Mn)_(4±0.25)(Cr,Mo,V,Si,Ti,Al)_(3~3.5)。进而揭示了同类元素内部的质量百分比协同变化关系,即24.6≤Ni+Mn≤28.0和17.4≤Cr+0.6Mo+V+1.7Si+1.1Ti+1.8Al≤20.4。由此更合理地限定Mn、Si元素成分区间,并对东北特钢的合金成分提供了改进建议。