GH3600高溫合金

1合金介紹 （文章篇幅過長，如有看官需要圖表，可以聯系墨鉅客服索取哦）
1.1 概述
GH3600是Ni-Cr-Fe基固溶強化型變形高溫合金，在800°C以下具有較好的熱強性和高的塑性，在 1000°C以下具有良好的耐高溫腐蝕和抗氧化性能。該合金長期使用組織穩定，具有優良的冷熱加工、焊接 性能以及低溫力學性能。合金可以通過冷加工得到強化，可以用電阻焊、熔焊或釬焊進行連接。適宜制作 700°C ~800°C以下工作的發動機燃燒室、以及1100°C以下承受低載荷的抗氧化零件。主要產品有冷軋薄板、熱軋厚板、帶材、絲材、棒材、管材、圓餅、環坯和環形鍛件等。
1.2 應用概況及特性
合金已用于可制作火箭發動機噴管延伸段，航空發動機高壓壓氣機、靜止內外環、高壓導向器葉片孔板、封嚴片等。并在石油化工、核反應堆、化工食品設備及電子元器件等領域用于制作排氣管、滲碳容器、 熱處理設備轉輻、彈簧、熱交換器管道、反應堆控制棒和管道等制件。
合金在淡水和流動的海水中，具有較好的抗腐蝕能力，在靜止的海水中，可能產生腐蝕斑點。對各種 廢氣、堿性溶液和大多數有機酸及化合物的腐蝕抗力很高。不易產生氯離子的應力腐蝕裂紋，但在高濃度苛性堿或高溫水銀的條件下，易產生應力腐蝕裂紋。
1.3材料牌號
GH3600(GH600)
1.4 相近牌號
Inconel600(美)。
1.5 材料技術標準
GB/T 14992高溫合金和金屬間化合物高溫材料的分類和牌號
GJB 5060航天用高溫合金GH3600精細薄壁無縫管規范
遼新7-0003 GH600合金冷軋薄板技術條件
遼新7-0004GH600合金熱軋厚板技術條件
遼新7-0065 GH600合金棒材、圓餅、環坯和環形鍛件技術條件
遼新7-0100 GH600合金冷軋（拔）無縫管技術標準
遼新7-0110GH600合金棒材技術條件
Q/5B 4030冷鐓用GH600合金冷拉絲
Q/3B 4082GH600合金冷軋帶材
Q/3B 4083 GH600合金制釘用絲材
1. 6 熔煉工藝（文章篇幅過長，如有看官需要圖表，可以聯系墨鉅客服索取哦）
釆用非真空感應爐+電渣重熔、或電弧爐+電渣重熔、或真空感應爐+電渣重熔熔煉工藝。
1.7 化學成分
摘自GB/T 14992,分析元素有區別的摘自GJB 5060,見表1-1。
表1-1

1.8 熱處理制度

摘自 GJB 5060、遼新 7-0003,遼新 7-0004、遼新 7-0065、遼新 7-0100、遼新 7-0110、Q/5B 4030、 Q/3B 4082和Q/3B 4083.各品種的標準熱處理制度為：
a） 棒材、圓餅、環形件，（1010?1030）°C/AC,保溫時間：（1?1. 5）min/mm；
b） 板材，（1010?1050）°C/AC,保溫時間:（3~5）min/mm；
c） 帶材,1010°C±10°C/AC；
d） 絲材,1065°C ± 10°C/AC；
e） 薄壁管材，（960?980）°C真空熱處理。
1. 9 品種規格與供應狀態
摘自 GJB 5060、遼新 7-0003、遼新 7-0004,遼新 7-0065、遼新 7-0100,遼新 7-0110、Q/5B 4030、 Q/3B 4082和 Q/3B 4083。
1.9. 1主要規格
D78mm?350mm棒材;S4mm?30mm熱軋板材;S0. 5mm~4mm冷軋板材;S0. 1mm?0. 8mm冷軋帶材； 外徑D50mm冷拔（軋）無縫管;d0. 2mm~10. 0mm冷拉絲材；各種尺寸規格的圓餅、環坯、環形件和鍛件。
1.9.2供應狀態
熱軋和鍛制棒材一般不經熱處理，磨光或車光后供應；冷拉棒以冷拉狀態、或退火、或退火+酸洗、或 退火+磨光后供應；熱軋板材經固溶十堿酸洗+平整十切邊后供應；冷軋板材經固溶+堿酸洗+平整+矯 直+切邊后供應；冷軋帶材經固溶+堿酸洗+平整+切邊后成卷供應；冷拔管材以冷拔（軋）狀態，或經固 溶+酸洗后供應；冷傲用絲材的冷拉狀態、或固溶+酸洗，或固溶+磨光，直條或成盤狀供應；圓餅和環坯 以鍛態供應；環件以固溶狀態供應。
2物理、彈性和化學性能（文章篇幅過長，如有看官需要圖表，可以聯系墨鉅客服索取哦）
2. 1 熔化溫度范圍
1370°C ?1430°C⑴。
2. 2 相變點
2. 3 熱導率（表2-1）
2. 4 電阻率（圖2-1）
2. 5 熱擴散率
2. 6 比熱容（圖2-2）
表 2-1 *

2. 7 密度p= 8. 43 g/cm3

2. 8 磁性能
合金無磁性。
2. 9 線膨脹系數
2. 10 彈性性能（表2-3）

3力學性能

3. 1 供貨技術標準
3.1.1技術標準規定的性能（表3-1）
表3-1

續表3-1

3. 1.2生產檢驗數據、基值和設計許用值

3.2 短時力學性能
3.2. 1 硬度
合金不同狀態，不同溫度的硬度見圖3-1。
3. 2.2 沖擊性能
板材不同溫度的沖擊韌性見表3-2。
3.2.3 壓縮性能
棒材和管材的室溫壓縮屈服強度和拉伸強度的 關系見圖3-2。
表3-2

圖3-1合金不同狀態，不同溫度的硬度.
3. 2. 4 扭轉性能
鍛件不同溫度的扭轉性能見表3-3,扭轉強度- 溫度曲線和扭轉屈服強度（r0.3）-溫度曲線見圖3-3。
表 3-3（文章篇幅過長，如有看官需要圖表，可以聯系墨鉅客服索取哦）

3.2.5剪切性能
3.2.6拉伸性能
圖3-2
3. 2. 6. 1冷軋板和熱軋板不同溫度拉伸性能分別見表3-4和表3-5。
3. 2. 6. 2不同產品經不同處理，典型的室溫拉伸性能見表3-6。棒材和管材的室溫壓縮屈服強度和拉伸強度的關系。
圖3-3 鍛件不同溫度的扭轉性能， 鍛件?弦向取樣

3. 2. 6. 3鍛件經不同鍛造工藝，室溫拉伸性能見表3-7；20°C和600°C缺口拉伸強度見表3-8,不同溫度的拉伸性能曲線見圖3-4；不同溫度的平均拉伸應力-應變曲線見圖3-5.
3. 2. 6. 4 合金經565°C和620°C長期時效，不同時效時間的室溫拉伸性能見圖3-6.
表3?4⑶

表3-5⑴

表3-6

表3-7⑴

圖3-4鍛件不同溫度的拉伸性能曲線、 鍛件?弦向取樣，經1010°C*lh/AC處理 
圖3-5鍛件不同溫度的平均拉伸應力-應變曲線⑺鍛件，弦向取樣.經1010°C*lh/AC處理
3.3持久和蠕變性能
3.3.1持久性能
3.3. 1.1板材不同溫度和時間的持久強度見 表3-9；持久應力-壽命曲線見圖3-7,持久熱強參數 綜合曲線見圖3-8.
3. 3. 1.2板材不同溫度的持久性能見表3-10.
圖3-6合金經不同長期時效?室溫拉伸性能①試件經固溶處理+不同長期時效處理

3. 3. 1. 3熱軋厚板不同溫度的持久應力-壽命曲線見圖3-9。
3.3. 1.4棒材不同溫度的持久應力-壽命曲線見圖3-10。
3.3. 1.5鍛件500°C和600°C的持久極限（中值和y= 95 % , P= 99. 87）見表3-11.
3.3. 1.6鍛件不同溫度的持久應力-壽命曲線（中值和P-a-t）見圖3-11和圖3-12,持久熱強參數綜合曲線 （中值和P~a~P）見圖3-13和圖3-14.
表3?9⑶

表 3-10

表 3-11

圖3-7板材不同溫度的持久應力-壽命曲線⑶

圖3-8板材的持久熱強參數綜合曲線
圖3-9熱軋厚板不同溫度的持久應力-壽命曲線F
圖3-11鍛件不同溫度的持久應力-壽命曲線（中值）（18根）-持久方程
圖3-10棒材不同溫度的持久應力-壽命曲線m

圖3-12鍛件不同溫度的持久應力-壽命曲線
3.3.2蠕變性能（文章篇幅過長，如有看官需要圖表，可以聯系墨鉅客服索取哦）
3.3.2. 1板材不同溫度產生不同塑性應變的蠕變 應力-壽命曲線分別見圖3-15和圖3-16。
3. 3. 2. 2棒材不同溫度在1000h產生第二階段蠕 變速率為0. 1%/h所需的蠕變應力見圖3-17o
3. 3.2.3鍛件的蠕變熱強參數綜合方程常數值見 表 3-12。
3.3. 2.4 鍛件500°C和600°C、不同時間的蠕變極 限（中值）見表3-13。
3. 3.2. 5 鍛件 500°C 和 600°C,產生 0. 1%、0.2% 和0. 5%塑性應變的蠕變應力-壽命曲線見圖3-18 ?圖3-20o鍛件的蠕變熱強參數綜合曲線見圖 3-21。
3.3. 2.6鍛件500°C和600 °C不同應力的蠕變曲線 見圖3-22和圖3-23?
表 3-12m

圖3-13鍛件的持久熱強參數綜合曲線（中值）（38根）持久熱強參數綜合方程

圖3-14鍛件的持久熱強參數綜合曲線（P-aP）E 持久熱強參數綜合方程

表3-13

圖3-16板材不同溫度產生不同塑性應變的蠕變應力-壽命曲線⑴

圖3-17 棒材不同溫度在1000h產生第二階段蠕變速率為0. 1%/h所需的蠕變應力⑴

圖3-19鍛件不同溫度0.2%塑性應變的蠕變應力-壽命曲線m0.2%塑性應變的蠕變方程
圖3-20鍛件不同溫度0. 5%塑性應變的蠕變應力-壽命曲線⑺0.5%塑性應變的蠕變方程
圖3-21鍛件的蠕變熱強參數綜合曲線⑺方程
圖3-22鍛件500°C不同應力的蠕變曲線⑺鍛件，弦向取樣，經1010°C * lh/AC處理
3.4 疲勞性能（文章篇幅過長，如有看官需要圖表，可以聯系墨鉅客服索取哦）
3.4.1高周疲勞
3.4. 1. 1棒材經不同處理，室溫旋轉彎曲疲勞極限 見表3-14,其曲線見圖3-24o
表3-14⑴

圖3-23鍛件600°C不同應力的蠕變曲線⑵鍛件，弦向取樣，經1010°C* lh/AC處理

3.4. 1.2鍛件經不同工藝，室溫旋轉彎曲疲勞S-N曲線見圖3-25。
3.4. 1.3鍛件400°C和600°C旋轉彎曲光滑和缺口疲勞性能（中值）見表3-15,旋轉彎曲光滑和缺口疲勞 S-N曲線（中值）見圖3-26和圖3-27。

表3-15

3.4.2低周疲勞

3.4. 2.1條材不同溫度的低周疲勞e-N曲線見圖3-28。
3.4. 2.2鍛件經不同工藝，室溫低周疲勞e-N曲線見圖3-29o
3. 4.2. 3 鍛件400°C和600°C的低周疲勞性能見表3-16和表3-17。
3.4. 2.4 鍛件400°C和600°C的低周疲勞e-N曲線(中值)見圖3-30和圖3-31。
3.4. 2.5鍛件400°C和600°C的循環應力-應變曲線見圖3-32。

圖3-28 條材不同溫度的低周疲勞e-N曲線門條材，經退火
圖3-29鍛件經不同工藝,室溫低周疲勞e-N曲線⑴ 鍛件，弦向取樣，經標準熱處理；
3.4.3特種疲勞
板材不同循環溫度的冷熱疲勞性能見表3-18。

表 3-18
圖3-32 鍛件400°C和600°C的循環應力-應變曲線⑺

3.6 斷裂韌度
3.7 松弛性能
4工藝性能與要求
4.1 成形工藝與性能
合金具有良好的熱加工性能，鋼錠鍛造加熱溫度為1110°C~1140°C；終鍛溫度不小于95O°C ,板坯軋 制加熱溫度為H30°C?1170°C,精軋加熱溫度為1090°C?1130°Co成品固溶處理溫度為 1010°C~1050°Co
4.2工藝性能
S1. 5mm板材供應狀態，在彎曲系數為2時，彎曲180°以后放大5倍觀察，未發現裂紋。其反復彎曲 至斷裂的次數為(19?23)次。
4.3焊接性能
合金焊接性能良好，可用電弧焊、氣弧焊、電阻焊和釬焊等各種方法連接，大型或復雜的焊接結構件在 熔焊后應在870°C退火lh,以消除焊接應力。
4. 4 零件熱處理工藝
零件按相應品種的標準熱處理制度進行。薄板和帶材零件的退火處理應在保護氣氛中進行。
加熱和退火應在弱還原性無硫氣氛中進行。還原氣氛中氫和一氧化碳的含量至少為2%,光亮退火 應在干燥的氣氣中進行
4.5表面處理工藝（文章篇幅過長，如有看官需要圖表，可以聯系墨鉅客服索取哦）
切削加工與磨削性能
無特殊要求。
5組織結構 
5. 1 相變溫度
5.2 時間-溫度-組織轉變曲線
5. 3 典型組織
合金經1120°C*2h處理后，僅有TiN氮化物和Cr7C3型碳化物。 合金經不同固溶溫度處理+長期時效后的晶粒組織見圖5-1 .
圖5-1合金經不同長期時效后的晶粒組織形貌
(a)固溶 + 560C *5200h；(b)固溶 + 560°C * 10200h；(c)固溶 + 620°C *4000h；
合金經565°C * 5200H長期時效后，晶界析出大量樹枝狀Cr7C3 (圖5-2),造成合金塑性下降；經 565°C*10200h時效后，晶界的析出物發生聚集呈不連續的顆粒，至合金的塑性得到恢復。經565°C * 5200h時效后，除晶界析出物外，還發現晶內析出針狀Cr3C2,但對合金的性能影響不大。
圖5-2合金經5652*5200H時效后的晶界析出相形貌
(a) (b)晶界樹枝狀CrjCs ;(c)晶內C—C
參考文獻
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［4］北京航空材料研究院.航空發動機設計用材料數據手冊[M].第2冊：1993,
［5］Alloy digest. Ni370. 1989,4.
［6］張麗虹，趙宇新.GH600[M]〃《中國航空材料手冊》編委會.中國航空材料手冊：第2卷.2版.北京：中 國標準出版社,2002:445-454.
［7］手冊編委會.航空發動機設計用材料數據手冊