GH3625鎳基變形高溫合金介紹

GH3625（3625合金是以鈮、鉬為主要強化元素的固溶強化型鎳基變形高溫合金，該合金在650 ℃以下具有良好的持久性能、抗疲勞性能、抗氧化和抗腐蝕性能，特別是耐鹽零氣氛下的應(yīng)力腐蝕，從低溫到1095℃溫度范圍內(nèi)具有良好的強度和韌性，日前中要應(yīng)用于航空發(fā)動機的燃燒室，導(dǎo)向室、渦輪盤熱端部件。因為該合金主要在600℃以上的高溫環(huán)境下服役，所以對合金材料的穩(wěn)定性提出了很高的要求。

（1）在一定范圍內(nèi)，GH3625隨著C含量的增加，碳化物的數(shù)量越來越多，并且主要分布在晶界處，一次碳化物主要是在液相凝固時生成的一次相，并且在熱加工過程中被破碎為尺寸更小的碳化物，沿著變形方向呈帶狀分布，破碎后的一次碳化物和晶內(nèi)及晶界分布細小的二次碳化物可以阻止沿晶界100滑動和裂紋擴展，提高材料的力學性能，其中屈服強度和抗拉強度最高可以達到597MPa和938MPa. HB布氏硬度值為229，同時伸長率和斷面收縮率分,別為53.5%和57%。

（2）GH3625基體組織為典型的奧氏體組織，隨著變形量的增加，畸變能和晶粒內(nèi)部形變帶增加，形核率增加獲得動態(tài)再結(jié)晶晶粒越來越細。

（3）對于GH3625，材料成分和變形溫度等條件相同的情況下，不同變形量的材料力學性能的變化主要與材料的晶粒度有關(guān)，在GH3625中，大量的合金元素主要起到了固溶強化的作用和部分析出強化的作用，隨著變形程度的增加，試樣的晶粒越來越細，造成塑性變化不大的情況下引起強度和硬度的增加。

鎂對GH3625合金一次碳化物析出的影響

（1）熱力學計算結(jié)果表明3625合金在冷卻凝固時析出的一次碳化物為（Nb，Ti，MolC，它是一種直接從液相析出的高溫析出相，在凝固末期，鈮元素偏析現(xiàn)象加重。

（2）3625合金凝固時在枝晶間析出了大量長條狀的一次碳化物，其平均直徑和面積較大；加入質(zhì)量分數(shù)為0.014%的鎂后，有效地改善了3625合金枝晶間和晶界碳化物的分布及形貌，并減小了一次碳化物的尺寸；當鎂質(zhì)量分數(shù)增加至0.037%時，一次碳化物分布更加均勻彌散，一次碳化物得以塊狀化和球狀化

（3）一次碳化物的析出與合金凝固過程有關(guān)，冷卻速率越快，一次碳化物尺寸則越細小。

1.1、合金特性：

● 對氧化和還原環(huán)境的各種腐蝕介質(zhì)都具有非常出色的抗腐蝕能力

●優(yōu)秀的抗點腐蝕和縫隙腐蝕的能力，并且不會產(chǎn)生由于氯化物引起的應(yīng)力腐蝕開裂

●優(yōu)秀的耐無機酸腐蝕能力，如硝酸、磷酸、硫酸、鹽酸以及硫酸和鹽酸的混合酸等

●優(yōu)秀的耐各種無機酸混合溶液腐蝕的能力

●溫度達40℃時，在各種濃度的鹽酸溶液中均能表現(xiàn)出很好的耐蝕性能

●良好的加工性和焊接性，無焊后開裂敏感性

●具有壁溫在-196～450℃的壓力容器的制造認證

1.2、應(yīng)用領(lǐng)域

●含氯化物的有機化學流程工藝的部件，尤其是在使用酸性氯化物催化劑的場合

●用于制造紙漿和造紙工業(yè)的蒸煮器和漂白池

●煙氣脫硫系統(tǒng)中的吸收塔、再加熱器、煙氣進口擋板、風扇（潮濕）、攪拌器、導(dǎo)流板以及煙道等

●用于制造應(yīng)用于酸性氣體環(huán)境的設(shè)備和部件

●乙酸和乙酐反應(yīng)

牌號標準

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2.1、相近牌號

UNS NO6625 Inconel625(美國)、 NC22DNb(法國)、/.Nr.2.4856(德國)

2.2、執(zhí)行標準

GJB 1953-1994 《航空發(fā)動機轉(zhuǎn)動件用高溫合金熱軋棒材規(guī)范》

GJB 2611-1996 《航空用高溫合金冷拉棒材規(guī)范》

GJB 2612-1996 《焊接用高溫合金冷拉絲材規(guī)范》

GJB 3020-1997 《航空用高溫合金環(huán)坯規(guī)范》

GJB 3165-1998 《航空承力件用高溫合金熱軋和鍛制棒材規(guī)范》

GJB 3782-1999 《航空用高溫合金棒材規(guī)范》

HB 5198-1982 《航空葉片用變形高溫合金棒材》

物理性能

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3.1、 密度

ρ=8.4g/cm3

3.2、熔化溫度

1290~1350℃

組織結(jié)構(gòu)

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該合金為面心立方晶格結(jié)構(gòu)。當在約650℃保溫足夠長時間后，將析出碳顆粒和不穩(wěn)定的四元相并將轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的Ni3(Nb,Ti)斜方晶格相。固溶強化后鎳鉻矩陣中的鉬、鈮成分將提高材料的機械性能，但塑性會有所降低。

熱處理

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5.1、工藝性能與要求：

GH3625 （GH625）合金可以通過傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝制造和加工，適合于冷、熱加工和機加工，但由于具有高強度，冷、熱加工時需要大功率的加工設(shè)備。

5.2、加熱

1、 在熱處理之前及熱處理過程中應(yīng)始終保持工件清潔。

2、 在熱處理過程中不能接觸硫、磷、鉛及其它低熔點金屬，否則材料會脆化，應(yīng)注意清除諸如標記漆、溫度指示漆、彩色蠟筆、潤滑油、燃料等污物。

3、 燃料中的含硫量越低越好，天然氣中的硫含量應(yīng)少于0.1%，城市煤氣中硫含量應(yīng)少于0.25g/cm3，重油中硫含量應(yīng)少于0.5%。

4、 考慮到溫度控制和保持清潔的需要，可以在電加熱爐中加熱，或使用氣體較純的燃氣加熱爐。

5、 也可以在箱式爐或燃氣爐中加熱，但爐氣必須潔凈并以中性至微氧化性為宜，應(yīng)避免爐氣在氧化性和還原性之間波動，加熱火焰不能直接燒向工件。

5.3、熱加工

1、GH3625(GH625)的熱加工溫度范圍1150℃～900℃，冷卻方式為水淬或其他快速冷卻方式。

2、為得到最佳性能和耐腐蝕性，熱加工后要進行退火處理。

3、 加熱時，材料可以直接送入已升溫最高工作溫度的爐子中，保溫足夠的時間后(每100mm 的厚度需要60 分鐘保溫時間)迅速出爐，在規(guī)定的溫度范圍的高溫段進行熱加工。當材料溫度降到低于熱加工溫度時，需重新加熱。

5.4、冷加工

1、 冷加工材料應(yīng)為退火態(tài)， 的加工硬化率比奧氏體鉻鎳不銹鋼大，因此需要對加工設(shè)備進行挑選。

2、 冷加工時，需進行中間退火。

3、 當加工量大于15%時，熱加工后要進行退火處理。

5.5去氧化皮及酸洗

合金的表面氧化物和焊縫周圍的焊渣的附著性比低合金不銹鋼更強，推薦使用細晶砂帶或細晶砂輪進行打磨。

GH3625(GH625)合金是以鉬鈮為主要強化元素的固溶強化型鎳基變形高溫合金，具有優(yōu)良的耐腐蝕和抗氧化性能，從低溫到980攝氏度均具有良好的拉伸性能和疲勞性能，并且耐鹽霧氣氛下的應(yīng)力腐蝕。因此，可廣泛用于制造航空發(fā)動機零部件、宇航結(jié)構(gòu)部件和化工設(shè)備。