GH3536 概述
GH3536是主要用铬和钼固溶强化的一种含铁量较高的镍基高温合金,具有良好的抗养化和耐腐蚀性能,在900℃以下有中等的持久和蠕变强度,冷、热加工成型性和焊接性能良好。使用于制造航空发动机的燃烧室部件和其他高温部件,在900℃以下长期使用,短时工作温度可达1080℃。供应的主要品种有板材、带材、管材、棒材、锻件、环形件和精密铸件。
1.1 GH3536 材料牌号 GH3536(GH536,GH22,GH334,GH739,SG-5)
1.2 GH3536 相近牌号 UNS NO6002,HastelloyX(美国),NC22FeD(法国), NiCr22FeMo(德国),Nimonic PE13(英国)
1.3 GH3536 材料的技术标准
GJB 1952-1994 《航空用高温合金冷轧薄板规范》
GJB 2612-1996 《焊接用高温合金冷拉丝材规范》
GJB 3020-1997 《航空用高温合金环坯规范》
1.4 GH3536 化学成分 见表1-1。
表1-1%
C | Cr | Ni | Co | W | Mo | Al | Ti | Fe | B | Cu | Mn | Si | P | S |
不大于 | ||||||||||||||
0.05~0.15 | 20.5~23.0 | 余量 | 0.50~2.50 | 0.20~1.00 | 8.0~10.0 | ≤0.50 | ≤0.15 | 17.0~20.0 | 0.010 | 0.50 | 1.00 | 1.00 | 0.025 | 0.015 |
注:B按计算量加入、不分析。
1.5 GH3536 热处理制度 板材和管材:1130~1170℃,快速空冷或水冷;棒材和环形件检验试样:1175℃±15℃,空冷或更快冷却;带材:1065~1105℃,快速冷却。
1.6 GH3536 品种规格与供应状态 供应δ0.5~4.0mm的板材,δ0.05~0.8mm的带材,外径4~20mm、壁厚1.0~2.0mm的管材,直径0.2~10.0mm的焊丝,直径≤300mm的棒材和直径及壁厚的环形件以及不同形状和尺寸的精密铸件。板材、带材和管材经固溶处理和酸洗后供应,带材也可呈冷轧状态供应;焊丝以硬态、半硬态、固熔加酸洗、光亮固溶处理状态成盘交货,也可以直条交货;棒材和环形件不经热处理交货。精密铸件于铸造状态供应。
1.7 GH3536 熔炼与铸造工艺 采用电弧炉加电渣或非真空感应炉加电渣重熔工艺。生产铸件则采用感应炉重熔母合金后浇注于加热的模壳内,浇注速度以快些为好。
1.8 GH3536 应用概况与特殊要求 该合金在国外航空发动机和民用工业中获得了极为广泛的应用,我国主要用于制造燃烧室部件和其他热端部件以及蜂窝结构等。合金在高温下长期使用后有的时效硬化现象。
二、GH3536 物理及化学性能
2.1 GH3536 热性能
2.1.1 GH3536(GH536) 熔化温度范围 1295~1381℃[1]。
2.1.2 GH3536(GH536) 热导率 见表2-1。
2.1.3 GH3536 比热容 见表2-2。
2.1.4 GH3536 线膨胀系数 见表2-3。
2.1.5 GH3536 合金铸件的热扩散率 见表2-4。
表2-1[1]
θ/℃ | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
λ/(W/(m·℃)) | 13.38 | 17.97 | 20.27 | 22.40 | 24.62 | 26.79 | 29.05 | 31.14 | 33.44 |
表2-2
θ/℃ | 17 | 100 | 200 | 280 | 408 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
c/(J(kg·℃)) | 372.6 | 372.6 | 389.4 | 456.4 | 427.1 | 452.2 | 464.7 | 515.0 | 535.9 | 561.0 |
表2-3[1]
θ/℃ | 20~100 | 20~200 | 20~300 | 20~400 | 20~500 | 20~600 | 20~700 | 20~800 | 20~900 |
α/10-6℃-1 | 12.1 | 12.5 | 13.4 | 14.0 | 14.3 | 14.8 | 15.5 | 15.8 | 16.1 |
2.2 GH3536密度 ρ=8.28g/cm3[1]。
2.3 GH3536电性能 电阻率见表2-5。
表2-4
θ/℃ | 24 | 100 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
Q/(10-6m2/S)) | 2.78 | 3.06 | 3.68 | 3.64 | 4.36 | 4.32 | 4.38 | 4.91 | 5.23 |
2.4 GH3536磁性能 合金无磁性。
2.5 GH3536化学性能
2.5.1 GH3536抗氧化性能 合金在空气介质中试验100h后的氧化速率见表2-6。
表2-5[1]
θ/℃ | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
p/(10-6Ω.M)) | 1.18 | 1.20 | 1.21 | 1.22 | 1.24 | 1.25 | 1.26 | 1.27 | 1.29 |
表2-6[1]
θ/℃ | 700 | 800 | 900 | 1000 | 1100 |
氧化速率/(g/(m2·h)) | 0.0023 | 0.060 | 0.117 | 0.200 | 0.611 |
三、GH3536力学性能
GH3536技术标准规定的不同品种的力学性能见表3-1。
表3-1
① δ<0.25mm的带材的室温抗拉强度σb≥725MPa,δ5≥25%。
② 精铸件铸态815℃的σb≥240MPa,δ5≥12%。经800℃,50h,空冷处理后HRC≤24。
四、GH3536(GH536) 组织结构
4.1 GH3536相变温度
4.2 GH3536时间-温度-组织转变曲线
4.3 GH3536合金组织结构
4.3.1 该合金在固溶状态的组织为奥氏体基体,还有少量的TiN和M6C型碳化物。经700~900℃长期时效后主要析出相为M12C和M3B2,同时也伴有微量μ相和L相。经700℃,200h时
效后出现少量σ相,但在800℃时效后σ相不存在,而析出微量M23C6,有时出现微量L相。因此合金在长期时效后呈现程度的时效硬化现象,使塑性下降,高温强度也有所减低。
4.3.2 冷轧薄板技术标准规定,供应状态冷轧薄板的晶粒度应在4~8级范围内。
五、 GH3536(GH536)工艺性能与要求
5.1 GH3536成形性能 合金具有良好的冷、热加工成形性能。锻造加热温度1170℃±10℃,终锻温度不低于950℃;板坯热轧加热温度1150℃±10℃,终轧温度不低于850℃;环形件热轧加热温度1170℃±10℃。
合金的高温拉伸塑性图见图5-1。高温镦粗试样经1180℃,45min固溶处理后的再结晶曲线见图5-2。
5.2 GH3536焊接性能 该合金具有良好的焊接工艺性能,可采用氩弧焊、缝焊和点焊等方法进行焊接。氩弧焊时推荐采用HGH3536或HGH3113焊丝。
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