一、概述
GH536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(fā)動(dòng)機的燃燒室部件和其他高溫部件,在900℃以下長(cháng)期使用,短時(shí)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(huán)形件和精密鑄件。
1.1 GH536 材料牌號 GH3536,GH22,GH334,GH739,SG-5
1.2 GH536 相近牌號 UNS NO6002,HastelloyX(美國),NC22FeD(法國), NiCr22FeMo(德國),Nimonic PE13(英國)
1.3 GH536 材料的技術(shù)標準
GJB 1952-1994 《航空用高溫合金冷軋薄板規范》
GJB 2612-1996 《焊接用高溫合金冷拉絲材規范》
GJB 3020-1997 《航空用高溫合金環(huán)坯規范》
HB 5494-1992 《GH536合金冷(軋)拔無(wú)縫管》
HB 5495-1992 《GH536合金冷軋薄板》
HB 5496-1992 《GH536合金圓餅、環(huán)坯和環(huán)形件》
HB 5497-1992 《GH536合金熱軋和鍛制棒材》
HB 5498-1992 《HGH536合金冷拉焊絲》
Q/3B 4074-1994 《GH536合金冷軋帶材技術(shù)條件》
Q/5B 4018-1992 《K536合金熔模精密鑄件》
Q/CB 61-1996 《航空用GH536合金冷加工焊接鋼管》
1.4 GH536 化學(xué)成分 見(jiàn)表1-1。
注:B按計算量加入、不分析。
1.5 GH536 熱處理制度 板材和管材:1130~1170℃,快速空冷或水冷;棒材和環(huán)形件檢驗試樣:1175℃±15℃,空冷或更快冷卻;帶材:1065~1105℃,快速冷卻。
1.6 GH536 品種規格與供應狀態(tài) 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(huán)形件以及不同形狀和尺寸的精密鑄件。板材、帶材和管材經(jīng)固溶處理和酸洗后供應,帶材也可呈冷軋狀態(tài)供應;焊絲以硬態(tài)、半硬態(tài)、固熔加酸洗、光亮固溶處理狀態(tài)成盤(pán)交貨,也可以直條交貨;棒材和環(huán)形件不經(jīng)熱處理交貨。精密鑄件于鑄造狀態(tài)供應。
1.7 GH536 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(chǎn)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。
1.8 GH536 應用概況與特殊要求 該合金在國外航空發(fā)動(dòng)機和民用工業(yè)中獲得了極為廣泛的應用,我國主要用于制造燃燒室部件和其他熱端部件以及蜂窩結構等。合金在高溫下長(cháng)期使用后有一定的時(shí)效硬化現象。
二、GH536 物理及化學(xué)性能
2.1 GH536 熱性能
2.1.1 GH536(GH536) 熔化溫度范圍 1295~1381℃[1]。
2.1.2 GH536(GH536) 熱導率 見(jiàn)表2-1。
2.1.3 GH536 比熱容 見(jiàn)表2-2。
2.1.4 GH536 線(xiàn)膨脹系數 見(jiàn)表2-3。
2.1.5 GH536 合金鑄件的熱擴散率 見(jiàn)表2-4。
2.2 GH536密度 ρ=8.28g/cm3[1]。
2.3 GH536電性能 電阻率見(jiàn)表2-5。
2.4 GH536磁性能 合金無(wú)磁性。
2.5 GH536化學(xué)性能
2.5.1 GH536抗氧化性能 合金在空氣介質(zhì)中試驗100h后的氧化速率見(jiàn)表2-6。
三、GH536力學(xué)性能
GH536技術(shù)標準規定的不同品種的力學(xué)性能見(jiàn)表3-1。
四、GH536(GH536) 組織結構
4.1 GH536相變溫度
4.2 GH536時(shí)間-溫度-組織轉變曲線(xiàn)
4.3 GH536合金組織結構
4.3.1 該合金在固溶狀態(tài)的組織為奧氏體基體,還有少量的TiN和M6C型碳化物。經(jīng)700~900℃長(cháng)期時(shí)效后主要析出相為M12C和M3B2,同時(shí)也伴有微量μ相和L相。經(jīng)700℃,200h時(shí)
效后出現少量σ相,但在800℃時(shí)效后σ相不存在,而析出微量M23C6,有時(shí)出現微量L相。因此合金在長(cháng)期時(shí)效后呈現一定程度的時(shí)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(shù)標準規定,供應狀態(tài)冷軋薄板的晶粒度應在4~8級范圍內。
五、 GH536(GH536)工藝性能與要求
5.1 GH536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(huán)形件熱軋加熱溫度1170℃±10℃。
合金的高溫拉伸塑性圖見(jiàn)圖5-1。高溫鐓粗試樣經(jīng)1180℃,45min固溶處理后的再結晶曲線(xiàn)見(jiàn)圖5-2。
5.2 GH536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(diǎn)焊等方法進(jìn)行焊接。氬弧焊時(shí)推薦采用HGH536或HGH3113焊絲。
5.2.1 GH536手工氬弧焊對接規范見(jiàn)表5-1。
5.2.2 GH536自動(dòng)鎢極脈沖氬弧焊對接規范見(jiàn)表5-2。
5.2.3 GH536縫焊規范見(jiàn)表5-3。
5.2.4 GH536點(diǎn)焊規范見(jiàn)表5-4。
5.2.5 GH536焊接接頭的力學(xué)性能見(jiàn)表5-5。
5.3 GH536零件熱處理工藝 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。