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GH3536
一、GH3536概述
GH3536是主要用鉻和鉬固溶強化的一種含鐵量較高的鎳基高溫合金，具有良好的抗養化和耐腐蝕性能，在900℃以下有中等的持久和蠕變強度，冷、熱加工成型性和焊接性能良好。使用于制造航空發動機的燃燒室部件和高溫部件，在900℃以下使用，短時工作溫度可達1080℃。供應的主要品種有板材、帶材、管材、棒材、鍛件、環形件和精密鑄件。
1.1GH3536材料牌號 GH3536(GH536,GH22,GH334,GH739,SG-5)
1.2GH3536相近牌號 UNSNO6002，HastelloyX（），NC22FeD（法國）， NiCr22FeMo（德國），NimonicPE13（英國）
1.3GH3536材料的技術標準
GJB1952-1994《航空用高溫合金冷軋薄板規范》
GJB2612-1996《焊接用高溫合金冷拉絲材規范》
GJB3020-1997《航空用高溫合金環坯規范》
HB5494-1992《GH53金冷(軋)拔無縫管》
HB5495-1992《GH53金冷軋薄板》
HB5496-1992《GH53金圓餅、環坯和環形件》
HB5497-1992《GH53金熱軋和鍛制棒材》
HB5498-1992《HGH53金冷拉焊絲》
Q/3B4074-1994《GH53金冷軋帶材技術條件》
Q/5B4018-1992《K53金熔模精密鑄件》
Q/CB61-1996《航空用GH53金冷加工焊接鋼管》
1.4GH3536化學成分見表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按計算量加入、不分析。
1.5GH3536熱處理制度板材和管材：1130～1170℃，快速空冷或水冷；棒材和環形件檢驗試樣：1175℃?15℃，空冷或更快冷卻；帶材：1065～1105℃，快速冷卻。
1.6GH3536品種規格與供應狀態供應δ0.5～4.0mm的板材，δ0.05～0.8mm的帶材，外徑4～20mm、壁厚1.0～2.0mm的管材，直徑0.2～10.0mm的焊絲，直徑≤300mm的棒材和各種直徑及壁厚的環形件以及不同形狀和尺寸的精密鑄件。板材、帶材和管材經固溶處理和酸洗后供應，帶材也可呈冷軋狀態供應；焊絲以硬態、半硬態、固熔加酸洗、光亮固溶處理狀態成盤交貨，也可以直條交貨；棒材和環形件不經熱處理交貨。精密鑄件于鑄造狀態供應。
1.7GH3536熔煉與鑄造工藝采用電弧爐加電渣或非真空感應爐加電渣重熔工藝。生產鑄件則采用感應爐重熔母合金后澆注于加熱的模殼內，澆注速度以快些為好。
1.8GH3536應用概況與特殊要求該合金在國外航空發動機和民用工業中獲得了為廣泛的應用，我國主要用于制造燃燒室部件和熱端部件以及蜂窩結構等。合金在高溫下使用后有一定的時效硬化現象。
二、GH3536物理及化學性能
2.1GH3536熱性能
2.1.1GH3536(GH536)熔化溫度范圍1295～1381℃[1]。
2.1.2GH3536(GH536)熱導率見表2-1。
2.1.3GH3536比熱容見表2-2。
2.1.4GH3536線膨脹系數見表2-3。
2.1.5GH353金鑄件的熱擴散率見表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 |
2.2GH3536密度ρ=8.28g/cm3[1]。
2.3GH3536電性能電阻率見表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 |
2.4GH3536磁性能合金無磁性。
2.5GH3536化學性能
2.5.1GH3536性能合金在空氣介質中試驗100h后的氧化速率見表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力學性能
GH3536技術標準規定的不同品種的力學性能見表3-1。
表3-1
品種 | 室溫拉伸性能 | 815℃持久性能 | 性能 | ||||
σP0.2/MPa | σb/MPa | δ5/% | σ/MPa | t/h | δ5/% | ||
不小于 | |||||||
冷軋薄板 冷軋帶材 冷拔管材 棒材 環形件 精鑄件② | 310 310 310 275 275 200 | 725 760② 690 690 690 380 | 35 30① 25 30 30 10 | 110 - - 105 105 - | 24 - - 24 24 - | 8.0 - - 10.0 10.0 - | 彎曲180? 彎曲180? 液壓、擴口 HBS≤241 HBS≤241 HBS≤96 |
①δ<0.25mm的帶材的室溫抗拉強度σb≥725MPa,δ5≥25%。
②精鑄件鑄態815℃的σb≥240MPa,δ5≥12%。經800℃，50h，空冷處理后HRC≤24。
四、GH3536(GH536)組織結構
4.1GH3536相變溫度
4.2GH3536時間-溫度-組織轉變曲線
4.3GH353金組織結構
4.3.1該合金在固溶狀態的組織為奧氏體基體，還有少量的TiN和M6C型碳化物。經700～900℃時效后主要析出相為M12C和M3B2，同時也伴有微量μ相和L相。經700℃，200h時
效后出現少量σ相，但在800℃時效后σ相不存在，而析出微量M23C6，有時出現微量L相。因此合金在時效后呈現一定程度的時效硬化現象，使塑性下降，高溫強度也有所減低。
4.3.2冷軋薄板技術標準規定，供應狀態冷軋薄板的晶粒度應在4～8級范圍內。
五、GH3536（GH536）工藝性能與要求
5.1GH3536成形性能合金具有良好的冷、熱加工成形性能。鍛造加熱溫度1170℃?10℃，終鍛溫度不低于950℃；板坯熱軋加熱溫度1150℃?10℃，終軋溫度不低于850℃；環形件熱軋加熱溫度1170℃?10℃。
合金的高溫拉伸塑性圖見圖5-1。高溫鐓粗試樣經1180℃，45min固溶處理后的再結晶曲線見圖5-2。
5.2GH3536焊接性能該合金具有良好的焊接工藝性能，可采用氬弧焊、縫焊和點焊等方法進行焊接。氬弧焊時推薦采用HGH3536或HGH3113焊絲。
5.2.1GH3536手工氬弧焊對接規范見表5-1。
表5-1[5]
被焊材料 | 厚度/mm | 焊前狀態 | 焊絲 | 接頭形式 | 焊接電流/A | 氬氣流量/(L/min) | 鎢直徑/mm | 電源及性 | |
牌號 | 直徑/mm | ||||||||
GH3536＋GH3536 | 1.0＋1.0 | 供應狀態或固溶狀態 | HGH3536 HGH3113 | 1.2～1.6 | 對接 | 40～60 | 10～13 | 1.6～2.0 | 直流正性 |
1.5＋1.5 | HGH3536 HGH3113 | 1.2～1.6 | 50～70 | 12～15 | 1.8～2.2 | ||||
5.2.2GH3536自動鎢脈沖氬弧焊對接規范見表5-2。
表5-2
厚度/mm | 焊前狀態 | 焊絲 | 弧壓/V | 脈沖電流/A | 維弧電流/A | 脈沖幅比 | 脈沖寬比 | 脈沖頻率 | 焊接速度/(m/min) | 送絲速度/(m/min) | |
牌號 | 直徑/mm | ||||||||||
1.0 1.2 1.5 | 固溶 | - HGH-1 HGH-1 | - 1.0 1.0 | 8.5 8.5 9.0 | 60 65 100 | 20 22 28 | 3 3 3.5 | 2 2 2 | 3 3 3 | 0.25 0.2 0.23 | - 0.20 0.25 |
5.2.3GH3536縫焊規范見表5-3。
表5-3[5]
被焊材料 | 厚度/mm | 焊前狀態 | 滾盤寬度/mm | 焊接時間/s | 休止時間/s | 焊接速度/(m/min) | 電壓力/kN | |
上 | 下 | |||||||
GH3536＋GH3536 | 1.0＋1.0 | 固溶或供應狀態 | 5.5 | 7.0 | 0.14～0.18 | 0.14～0.22 | 0.34～0.40 | 0.25 |
1.5＋1.5 | 5.5 | 7.0 | 0.16～0.20 | 0.14～0.22 | 0.22～0.34 | 0.25 | ||
5.2.4GH3536點焊規范見表5-4。
表5-4[5]
被焊材料 | 厚度/mm | 焊前狀態 | 電直徑/mm | 焊接時間/s | 電壓力/kN | 單點抗剪強度/MPa | 正拉強度/MPa | |
上 | 下 | |||||||
GH3536＋GH3536 | 1.0＋1.0 | 固溶或供應狀態 | 6 | 7 | 0.16～0.24 | 0.1～0.2 | ≥9.35 | ≥6.36 |
1.5＋1.5 | 6 | 7 | 0.20～0.36 | 0.2～0.3 | ≥12.30 | ≥10.60 | ||
5.2.5GH3536焊接接頭的力學性能見表5-5。
表5-5[6]
焊接方法 | 厚度/mm | 焊前狀態 | 焊后處理 | 焊絲牌號 | θ/℃ | 接頭強度 | 持久性能 | ||
σb/MPa | 強度系數/% | σ/MPa | t/h | ||||||
氬弧焊 | 1.5 | 供應狀態 | 未處理 | HGH3536 | 20 650 815 | 800 586 337 | 100 100 100 | - 294 110 | - 217.6 46.4 |
脈沖氬弧焊 | 1.0 | 供應狀態 | 未處理 | - | 20 650 | 842 531 | 100 90 | - - | - - |
1.5 | 供應狀態 | 未處理 | HSG-1 | 20 650 | 826 581 | 100 98 | - 294 | - 296.5 | |
縫焊 | 1.5 | 供應狀態 | 未處理 | - | 20 650 815 | 763 514 325 | 96 91 100 | - 294 110 | - 214.2 48.6 |
5.3GH3536零件熱處理工藝板材制件固溶處理：1150℃?10℃，2～15min，快速空冷。焊接件或火焰筒處理：980℃?10℃，60min，空冷。機加工后除應力處理：870℃?10℃，30～60min，空冷。零件穩定尺寸處理：760℃?10℃，2h，空冷。
GH3536數據由上海隆繼金屬集團全程提供，你可搜索更多了解上海隆繼金屬集團。
