GH2747高温合金详解：钴基材料在热端结构中的表现

GH2747高温合金材料概述：高强度复杂结构件用材方案

GH2747 是一种钴基沉淀硬化型高温合金，属于国内研制的中高温结构材料，具备较好的热强性、抗蠕变性能和热稳定性，适用于 750～950°C 温度环境下长期使用。该合金广泛用于航空、能源、航天等对高温性能要求较高的设备核心部位，是中国高温材料体系中的重要一员。

化学成分与执行标准

GH2747 的典型化学成分（质量百分比）如下：

• Co（钴）：基体元素

• Cr（铬）：19–21%

• Ni（镍）：14–16%

• Mo（钼）：4.5–5.5%

• Al（铝）：0.9–1.2%

• Ti（钛）：1.3–1.6%

• B（硼）：≤ 0.01%

• C（碳）：≤ 0.10%

执行标准主要参照 GJB/Z 140 和相关军工航空材料技术规范。

密度与力学性能

• 密度：约 8.6 g/cm?

• 使用温度范围：750–950°C

• 抗拉强度（850°C）：≥ 830 MPa

• 持久强度（850°C/100h）：≥ 230 MPa

• 断裂延伸率：≥ 10%

• 硬度（热处理态）：≤ 320 HB

GH2747 具备优良的高温强度和组织稳定性，其热处理制度主要包括固溶处理 + 时效强化，以形成 γ′相析出硬化结构，从而提升其蠕变断裂寿命。

应用领域

得益于其高温持久强度和抗氧化能力，GH2747 多用于以下结构件和热端元件：

• 燃气涡轮发动机叶片、涡轮盘、压气机轮毂

• 高温法兰、涡轮密封环、热套管

• 航天发动机部件、舰载推进系统

• 热端紧固件与支撑连接部件

同时，其高热疲劳性能适用于高温交变载荷作用下的复杂形状构件。

材料前景与研究方向

GH2747 代表了国内钴基高温材料的一个成熟牌号。随着航空发动机推重比和工作温度提升趋势加剧，如何进一步提升其组织稳定性与服役寿命成为研究重点。

当前研究方向包括：

• γ′相分布控制与尺寸调控

• 热疲劳与蠕变损伤演化模拟

• 精密铸造与粉末冶金成形匹配性研究

• 表面防护涂层技术与合金界面匹配

该合金已在多型国产航空动力设备中批量使用，具有良好的国产化应用前景。

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