GH3600簡介

GH3600合金是很早開發(fā)和應(yīng)用的Ni-Cr合金，因其有耐蝕、耐熱、和耐curing性能及良好的工藝回，廣泛用于各行業(yè)答，禎賦提醒大家，在有用到這類合金時，大家可以選擇本合金，因本合金對比其他合金價格要便宜點(diǎn)。這也是成為一些工業(yè)部門的選擇材料。合金在800℃以下具有滿意的熱強(qiáng)性和高的塑性。在1000℃以下具有良好的耐高溫腐蝕和耐氧化性能，該合金長期使用組織穩(wěn)定，具有良好的冷熱加工和焊接性能和低溫力學(xué)性能，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，適宜制作在700-800℃以下工作的發(fā)動機(jī)燃燒室以及1100℃以下承受低載荷的耐氧化零件。

航天用GH3600合金管材作為廣泛應(yīng)用于運(yùn)載火箭上及動力裝置的氫氧火箭發(fā)動機(jī)，是我國航天新一代運(yùn)載火箭發(fā)展規(guī)劃研制的新型發(fā)動機(jī)的重要組成部分，每臺發(fā)動機(jī)噴管延伸段需要372根GH3600合金無縫管材。目前，美國正在規(guī)劃以氫氧火箭發(fā)動機(jī)為基礎(chǔ)的軌道轉(zhuǎn)移飛行器及單級入軌的航天飛機(jī)，為登月研制的土星火箭，其二、三級采用J-2氫氧發(fā)動機(jī)。法國等西歐國家研制的阿里安火箭以及日本正在研制的運(yùn)載火箭的上面級均采用氫氧發(fā)動機(jī)作為其主動力裝置。GH3600合金無縫管作為我國新一代的氫氧發(fā)動機(jī)的主要配套產(chǎn)品和關(guān)鍵攻關(guān)項(xiàng)目。目前國內(nèi)鎳基管材的開坯主要采用鍛造或斜軋穿孔工藝。本工藝通過改進(jìn)擠壓開坯方式、控制加工工藝、退火工藝及成品的清洗方式，提高了管材的成品率及組織穩(wěn)定性。本工藝對提高我國航天發(fā)展的綜合實(shí)力起到一定的促進(jìn)作用。

1?試驗(yàn)材料及方法

該產(chǎn)品的原料要求(表1)不同于國標(biāo)中對于GH3600合金的技術(shù)要求，其主要區(qū)別在于“真空感應(yīng)+電渣重熔”的熔煉方式及夾雜成分的要求。原料的化學(xué)成分見表2。

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2管坯擠壓工藝

國內(nèi)鎳基管材一般采用的開坯方式主要包括鍛造(擠壓)及斜軋穿孔23。其中鍛造工藝主要應(yīng)用于各種結(jié)構(gòu)件的開坯，斜軋穿孔工藝主要應(yīng)用于管材的開坯。斜軋穿孔工藝效率高、成品率高，但由于自身的結(jié)構(gòu)限制，不論是兩輥、三輥斜軋穿孔開坯，材料的受力方式都不是三向壓應(yīng)力，從而使管坯的橫截面上不可避免地產(chǎn)生了環(huán)狀微裂紋而影響后續(xù)加工。因此，航天用GH3600合金管材選用擠壓開坯方式。

經(jīng)過多次的試驗(yàn)總結(jié)，擠壓開坯設(shè)備選用25MN臥式擠壓機(jī)，擠壓參數(shù)如表3所示。擠壓后用φ20～φ90 mm七輥矯直機(jī)矯直，擠壓后管坯晶粒度為7.5～10級。

3加工、退火工藝

產(chǎn)品的一般道次變形加工率20%～60%,退火間道次加工率浮動范圍不能太大，以保證成品管材的晶粒度均勻，退火間總加工率57%～67%。退火工藝如表4所示。同時為了提高成品管材的內(nèi)窺鏡通過率，在管坯規(guī)格為φ39mmx5mm時，對管坯進(jìn)行內(nèi)表面鏜孔。經(jīng)過對比，在管坯規(guī)格為φ39mmx5mm時對管坯追加鏜孔處理可明顯增加成品的復(fù)檢通過率，如表5所示。

4成品管材的清洗

航天用GH3600合金無縫管應(yīng)用于精密工作環(huán)境的流體輸送，并且對內(nèi)部流體中的可溶性雜質(zhì)和細(xì)小固體顆粒物都有嚴(yán)格的規(guī)定。但是長度大于5m且長徑比大于1000的金屬管材由于具有相對于常規(guī)管材更高的比表面積，加之清洗溶劑在內(nèi)壁的阻力更大。因此，管材內(nèi)表面的清洗成了限制該種管材成品率及質(zhì)量的重要因素。

常規(guī)的管材內(nèi)表面的清洗方法主要采用：溶劑長時間浸泡；超聲波結(jié)合溶劑浸泡清洗。這兩種方式各自有其明顯的優(yōu)點(diǎn)，并在實(shí)際生產(chǎn)中大量采用，但是對于長度大于5m并且長徑比大于1000的金屬管材的清洗，效果不明顯。首先，溶劑浸泡受到管材的外形限制，制約了溶劑的分子擴(kuò)散能力；并且在同樣的成品重量下內(nèi)表面的面積更大，容易達(dá)到過飽和而失去清洗的效果。其次，采用超聲波結(jié)合溶劑浸泡清洗的方法雖然在一定程度上提高了溶劑的分子擴(kuò)散能力，從而提高了該類管材內(nèi)表面可溶性雜質(zhì)清洗的質(zhì)量，但是對于內(nèi)表面緊密附著的細(xì)小固體顆粒的清洗效果卻相對不明顯且成本較高。因此，該產(chǎn)品的成品清洗采用溶劑浸泡加酒精浸泡的脫脂棉球通過高壓氣體清洗管材的方法。經(jīng)過多次的試驗(yàn)，該方法的綜合成本及清潔效果較好。

5結(jié)論

(1)?航天用GH3600合金無縫管采用擠壓開坯可減少管坯的內(nèi)部缺陷，同時提高管坯的晶粒度均勻性和成品管材的性能穩(wěn)定性。

(2)通過限定退火間總加工率及在φ39mmx5mm時管坯內(nèi)部鏜孔，可明顯提高成品管材成品率。

(3)該產(chǎn)品的成品清洗采用溶劑浸泡加酒精浸泡的脫脂棉球通過高壓氣體清洗管材的方法，其綜合成本及清潔效果較好。

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