固溶强化型镍基合金GH3536|高温合金
一、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的棒材和各种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一定的时效硬化现象。
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
品种
室温拉伸性能
815℃持久性能
其他性能
σP0.2/MPa
σb/MPa
δ5/%
σ/MPa
t/h
δ5/%
不小于
冷轧薄板
冷轧带材
冷拔管材
棒材
环形件
精铸件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
-
弯曲180°
弯曲180°
液压、扩口
HBS≤241
HBS≤241
HBS≤96
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一定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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