GH600鎳基變形高溫合金

中國牌號(hào)：GH600/GH3600
美國牌號(hào)：Inconel/Inconel600
一、GH600概述
     GH600是早期發(fā)展的鎳-鉻-鐵基固溶強(qiáng)化合金，具有良好的耐高溫腐蝕和抗氧化性能、優(yōu)良的冷熱加工和焊接工藝性能，在700℃以下具有滿意的熱強(qiáng)性和高的塑性。合金可以通過冷加工得到強(qiáng)化，也可以用電阻焊、溶焊或釬焊連接，可供應(yīng)冷軋薄板、熱軋厚板、帶材、絲材、棒材、圓餅、環(huán)坯、環(huán)形鍛件等，適宜制作在1100℃以下承受低載荷的抗氧化零件。
    1.1 GH600材料牌號(hào) GH600。
    1.2 GH600相近牌號(hào) Inconel，Inconel600(美國）。
    1.3 GH600材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
    1.4 GH600化學(xué)成分  見表1-1。 
                    表1-1   %

C

Cr

Ni+Co

Al

Ti

Fe

Nb+Ta

Mn

Si

P

S

Cu

≤0.15

14.0～17.0

≥72

≤0.35

≤0.50

6.00～10.00

≤1.00

≤1.00

≤0.50

≤0.040

≤0.015

≤0.50

注：1 航天用材料標(biāo)準(zhǔn)BZ-44-9003B-0規(guī)定ω(C)≤0.10%,ω(P)≤0.020%,ω(Nb)≤1.00%。
    2 撫高新1995-13標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定ω(P)≤0.025%,ω(Nb)≤1.00%。
    1.5 GH600熱處理制度 板材：1010～1050℃，3～5min/mm，空冷；帶材：1010℃±10℃，空冷；絲材：1065℃±10℃，空冷。棒材、環(huán)形件檢驗(yàn)試驗(yàn)經(jīng)1010℃±10℃，空冷固溶處理。
    1.6 GH600品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài) 可供應(yīng)各種規(guī)格的板材、棒材、鍛件、帶材、絲材、圓餅、環(huán)坯、環(huán)形鍛件。棒材以鍛軋狀態(tài)、表面磨光或車光供應(yīng)；圓餅和環(huán)坯以鍛態(tài)供應(yīng)；環(huán)件以固溶狀態(tài)供應(yīng)；板材經(jīng)固溶、堿酸洗、矯直和切邊后供應(yīng)；帶材經(jīng)冷軋、固溶、去氧化皮交貨；絲材以固溶酸洗盤狀或直條狀、固溶直條細(xì)磨光狀態(tài)交貨。
    1.7 GH600熔煉與鑄造工藝 合金采用下列工藝之一進(jìn)行熔煉：(1)非真空感應(yīng)熔煉加電渣重熔；(2)電弧爐熔煉加電渣重熔；(3)真空熔煉。
    1.8 GH600應(yīng)用概況與特殊要求 該合金在國外有成熟的使用經(jīng)驗(yàn)，在國內(nèi)已制成航天發(fā)動(dòng)機(jī)零部件，通過試飛試驗(yàn)，在航空上也開始使用。
二、GH600物理及化學(xué)性能    
    2.1 GH600熱性能
2.1.1 GH600熔化溫度范圍  1370～1430℃。
2.1.2 GH600熱導(dǎo)率  見表2-1。
                                             表2-1

θ/℃

20

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

λ/（W/（m·℃））

12.85

13.94

15.15

16.62

18.71

20.72

22.40

24.49

27.00

29.51

31.60

2.1.3 GH600比熱容 見圖2-1。
2.1.4 GH600線膨脹系數(shù) 見表2-2。
    2.2 GH600密度  ρ=8.43g/cm3。
2.3 GH600電性能 電阻率見圖2-2。
                                             表2-2

θ/℃

20～200

20～300

20～400

20～500

20～600

20～700

20～800

20～1000

α/10-6℃-1

12.35

12.75

13.10

13.55

14.50

15.15

15.70

16.20

2.4 GH600磁性能 合金無磁性。
2.5 GH600化學(xué)性能
2.5.1 GH600抗氧化性能 在空氣介質(zhì)中試驗(yàn)100h的氧化速率見表2-3。
 
                                                  表2-3

θ/℃

800

900

1000

氧化速率/(g/m2·h)

0.01865

0.05724

0.13718

三、GH600力學(xué)性能
    GH600技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能 見表3-1。
                                              表3-1

品種

θ/℃

拉伸性能

HBS

彎曲試驗(yàn)

σb/MPa

σP0.2/MPa

δ5/%

φ/%

棒材

20

≥585

≥240

≥30

-

134～217

-

圓餅、環(huán)坯或環(huán)形件

20

≥520

≥205

≥35

-

≥187

-

熱軋板

20

≥550

≥240

≥35

≥40

-

-

900

≥95

≥45

≥40

≥50

-

-

冷軋板

20

≥550

≥240

≥30

-

-

①

900

≥90

≥40

≥60

-

-

-

冷軋板

20

≥550

≥200

≥30

-

-

測(cè)試

帶材

20

≥550

≥240

≥30

-

-

①

絲材

20

實(shí)測(cè)

實(shí)測(cè)

實(shí)測(cè)

-

HV≤151

冷頂鍛合格

① 供應(yīng)狀態(tài)板材應(yīng)進(jìn)行室溫彎曲試驗(yàn)，芯棒直徑等于產(chǎn)品厚度乘以表3-2的彎曲系數(shù)，彎曲軸線應(yīng)平行于軋制方向，彎曲180°以后，在放大20倍下檢查，不得有裂紋存在。
                                              表3-2

產(chǎn)品厚度/mm

<0.25

0.25～1.30

>1.30～4.00

彎曲系數(shù)

雙方協(xié)議

1

2

四、GH600組織結(jié)構(gòu)
    4.1 GH600相變溫度
4.2 GH600時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線 
4.3 GH600合金組織結(jié)構(gòu) 合金在1120℃處理2h后，僅有TiN氮化物和Cr7C3型碳化物，在870℃經(jīng)1500h長期時(shí)效后，組織中仍然是Cr7C3和TiN，說明合金的組織是穩(wěn)定的。
五、 GH600工藝性能與要求
5.1 GH600成形性能 合金具有良好的熱加工性能，鋼錠鍛造加熱溫度為1110～1140℃；終鍛溫度不小于950℃，板坯軋制加熱溫度為1130～1170℃，精軋加熱溫度為1090～1130℃。成品固溶處理溫度為1010～1050℃。
    5.2 GH600焊接性能 合金焊接性能良好，可用電弧焊、氬弧焊、電阻焊和釬焊等各種方法連接，大型或復(fù)雜的焊接結(jié)構(gòu)件在熔焊后應(yīng)在870℃退火1h，以消除焊接應(yīng)力。
    5.3 GH600零件熱處理工藝 零件的熱處理工藝應(yīng)按相應(yīng)的材料標(biāo)準(zhǔn)的熱處理制度進(jìn)行。薄板和帶材零件的退火處理應(yīng)在保護(hù)氣氛中進(jìn)行。