(GH3600/GH600)合金材质及用途简介

GH3600合金是很早开发和应用的Ni-Cr合金，因其有耐蚀、耐热、和耐curing性能及良好的工艺回，广泛用于各行业答，祯赋提醒大家，在有用到这类合金时，大家可以选择本合金，因本合金对比其他合金价格要便宜点。这也是成为一些工业部门的选择材料。合金在800℃以下具有满意的热强性和高的塑性。在1000℃以下具有良好的耐高温腐蚀和耐氧化性能，该合金长期使用组织稳定，具有良好的冷热加工和焊接性能和低温力学性能，合金可以通过冷加工得到强化，也可以用电阻焊、溶焊或钎焊连接，适宜制作在700-800℃以下工作的发动机燃烧室以及1100℃以下承受低载荷的耐氧化零件。

航天用GH3600合金管材作为广泛应用于运载火箭上及动力装置的氢氧火箭发动机，是我国航天新一代运载火箭发展规划研制的新型发动机的重要组成部分，每台发动机喷管延伸段需要372根GH3600合金无缝管材。目前，美国正在规划以氢氧火箭发动机为基础的轨道转移飞行器及单级入轨的航天飞机，为登月研制的土星火箭，其二、三级采用J-2氢氧发动机。法国等西欧国家研制的阿里安火箭以及日本正在研制的运载火箭的上面级均采用氢氧发动机作为其主动力装置。GH3600合金无缝管作为我国新一代的氢氧发动机的主要配套产品和关键攻关项目。目前国内镍基管材的开坯主要采用锻造或斜轧穿孔工艺。本工艺通过改进挤压开坯方式、控制加工工艺、退火工艺及成品的清洗方式，提高了管材的成品率及组织稳定性。本工艺对提高我国航天发展的综合实力起到一定的促进作用。

1 试验材料及方法

该产品的原料要求(表1)不同于国标中对于GH3600合金的技术要求，其主要区别在于“真空感应+电渣重熔”的熔炼方式及夹杂成分的要求。原料的化学成分见表2。

2管坯挤压工艺

国内镍基管材一般采用的开坯方式主要包括锻造(挤压)及斜轧穿孔23。其中锻造工艺主要应用于各种结构件的开坯，斜轧穿孔工艺主要应用于管材的开坯。斜轧穿孔工艺效率高、成品率高，但由于自身的结构限制，不论是两辊、三辊斜轧穿孔开坯，材料的受力方式都不是三向压应力，从而使管坯的横截面上不可避免地产生了环状微裂纹而影响后续加工。因此，航天用GH3600合金管材选用挤压开坯方式。

经过多次的试验总结，挤压开坯设备选用25MN卧式挤压机，挤压参数如表3所示。挤压后用φ20～φ90 mm七辊矫直机矫直，挤压后管坯晶粒度为7.5～10级。

3加工、退火工艺

产品的一般道次变形加工率20%～60%,退火间道次加工率浮动范围不能太大，以保证成品管材的晶粒度均匀，退火间总加工率57%～67%。退火工艺如表4所示。同时为了提高成品管材的内窥镜通过率，在管坯规格为φ39mmx5mm时，对管坯进行内表面镗孔。经过对比，在管坯规格为φ39mmx5mm时对管坯追加镗孔处理可明显增加成品的复检通过率，如表5所示。

4成品管材的清洗

航天用GH3600合金无缝管应用于精密工作环境的流体输送，并且对内部流体中的可溶性杂质和细小固体颗粒物都有严格的规定。但是长度大于5m且长径比大于1000的金属管材由于具有相对于常规管材更高的比表面积，加之清洗溶剂在内壁的阻力更大。因此，管材内表面的清洗成了限制该种管材成品率及质量的重要因素。

常规的管材内表面的清洗方法主要采用：溶剂长时间浸泡；超声波结合溶剂浸泡清洗。这两种方式各自有其明显的优点，并在实际生产中大量采用，但是对于长度大于5m并且长径比大于1000的金属管材的清洗，效果不明显。首先，溶剂浸泡受到管材的外形限制，制约了溶剂的分子扩散能力；并且在同样的成品重量下内表面的面积更大，容易达到过饱和而失去清洗的效果。其次，采用超声波结合溶剂浸泡清洗的方法虽然在一定程度上提高了溶剂的分子扩散能力，从而提高了该类管材内表面可溶性杂质清洗的质量，但是对于内表面紧密附着的细小固体颗粒的清洗效果却相对不明显且成本较高。因此，该产品的成品清洗采用溶剂浸泡加酒精浸泡的脱脂棉球通过高压气体清洗管材的方法。经过多次的试验，该方法的综合成本及清洁效果较好。

5结论

(1) 航天用GH3600合金无缝管采用挤压开坯可减少管坯的内部缺陷，同时提高管坯的晶粒度均匀性和成品管材的性能稳定性。

(2)通过限定退火间总加工率及在φ39mmx5mm时管坯内部镗孔，可明显提高成品管材成品率。

(3)该产品的成品清洗采用溶剂浸泡加酒精浸泡的脱脂棉球通过高压气体清洗管材的方法，其综合成本及清洁效果较好。