今天我们来了解一下GH3600合金,这是一种抗氧化的镍基高温合金,适合承受1100℃以下的低载荷。此外,这种合金在航空航天应用中很常见。比如GH3600合金管,主要用于运载火箭上面级动力装置的氢氧火箭发动机。而GH3600合金无缝管作为我国新一代氢氧发动机的主要配套产品和重点研究项目,对提升我国航天发展的综合实力具有重要作用。
目前,我国镍基管的钢坯切割主要采用锻造+钻孔或斜轧穿孔工艺。其中,锻造+钻孔工艺受锻造比限制,管坯晶粒度相对不均匀。另外,钻孔工艺浪费大量原材料,一般只适用于壁厚、长度短、热加工材料困难的管坯制备。而斜轧穿孔工艺具有效率高、成材率高等优点。但由于自身结构的限制,无论是二辊还是三辊斜轧穿孔,材料的受力方式都不是三维压应力,导致管坯横截面上出现环形微裂纹,影响后续加工的可能性。因此,航空用GH3600合金管采用挤压成型,避免了上述问题。管材挤出的关键是挤出比和挤出温度的匹配。高挤压比有利于获得更均匀的组织,但同时会增加挤压力,而高挤压温度在减小挤压力的同时会降低产品表面的质量和尺寸精度。同时,包覆和润滑方法在高温合金挤压中也起着至关重要的作用。
推荐使用2.5MN卧式挤压机作为挤压GH3600钢合金的设备。挤压坯的规格为φ125mm×φ37mm×长度L,外表面用铜夹套润滑。挤压压力为1.6~1.8MN,挤压参数为加热温度960 ~ 980℃,保温时间90 ~ 120min,模具预热温度500 ~ 600℃。
此外,成品冷轧采用两种不同的加工率分配方法。针对φ15mm×1.75mm到φ5.8mm×0.4mm成品的不同冷轧工艺,比较了不同冷轧工艺对成品力学性能的影响。第一道工序的加工率为68.9% ~ 70%,第二道工序的加工率为51.5% ~ 56.9%。雄钢的实践经验是:首先,GH3600合金管的挤压和初轧能明显细化组织,提高其均匀性。其次,成品的冷加工率控制在51% ~ 57%范围内,既能获得良好的成品组织,又能提高室温延伸率和高温屈服强度,获得较好的成品性能。室温伸长率为39.8%,900℃时的Rm为124MPa,Rp0.2为82MPa。
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