高温合金（GH3536/GH536）材质化学性能成分介绍
GH3536简介：
GH3536合金是主要用铬和钼固溶强化的一种铁量较高的镍基高温合金。
1前言
GH3536合金是一种在新型航空发动机研制中被广泛选用的材料，它是一种含Fe量较高，主要用Cr和Ni固溶强化的镍基高温合金，相当于美国的Hastelloy-x。这种合金具有低密度(密度仅为823g/cm³)，可以减少发动机的重量。同时，它还具有优良的抗氧化和耐腐蚀性能，在900℃以下有中等持久性和蠕变强度。此外，它还具有良好的冷热加工成形性，非常适合用于制造航空发动机燃烧室部件和其他高温部件。
研制GH3536合金焊管是为满足14°发动机焊接构件的要求而进行的。我们对GH3536合金焊接性能进行了分析，并成功研发出符合要求的焊管，为我国GH3536合金管的生产开辟了一条可行的道路。
2 GH3536合金焊接性分析
2.1 GH3536合金化学成分
(1) GH3536合金化学成分
(2) GH3536合金化学成分如表1。
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(2)GH3536
合金的机械性能在室温下，通过真空感应加电渣重熔的炼钢工艺来获得。
产品类型和尺寸：薄板厚度不超过4.7毫米。热处理状态：经过固溶处理。
机械性能要求：抗拉强度δb应不小于725MPa，屈服强度δQ2应不小于310MPa，延伸率δ应不小于35%。
2.2 GH3536合金的焊接性分析
焊接固溶强化型镍基高温合金的主要问题是焊缝热裂纹和过热区晶粒涨大现象，接头等强性也是应当注意的问题。只有深入了解GH3536合金的焊接性后才能为研制GH3536合金焊管提供焊接工艺参数，以满足14*发动机焊接构件的要求。
2.2.1 焊接方法及设备
(1)钎焊技术
焊接采用自动钨极氩弧焊。钨极氩弧焊又称“TIG”焊，它以燃烧于非熔化电极与焊件间的电弧作为热源，电极和电弧及熔化金属都用一层氩气保持。氩气具有很低的导热系数，并且是一种单原子气体，在高温下不会分解释放吸热，因此电弧热量损失较少。正因
在研究中，我们一律使用不填充焊丝的钨极氩弧焊这种焊接方法，因为它对各种保护气体中氩弧的稳定性最好。
(2)焊接机器
焊接电源：POWCON300ST
电弧电压恒控器：AVC—4
焊缝自动跟踪系统：ST200B
网路稳压系统：CWYS—50KVA—B型三相交流参数稳压器
222GH3536合金焊接性试验
(1)热塑性试验
热塑性试验是利用格利布尔(Gleeble)焊接热模拟试验机进行模拟焊接热循环，测量GH3536合金的热塑性曲线和热塑性恢复率。
GH3536合金热塑性曲线如图1,热塑性恢复率如表2。
格利布尔焊接热模拟试验的结果如下：
NDT加热"点为1265℃，"NDT冷却"点为1255℃，零塑性温度区间为10℃。
进行模拟接头试验时，需要确定适当的焊接工艺条件。
在夹具上固定了一组（两个）试样，这些试样经过彻底清洗后。为了焊接的需要，我们使用了自动钨极氩弧焊技术而没有使用填充焊丝。同时，试样的正面和背面都采用氩气进行保护。
表3显示了GH3536模拟接头(壁厚为20mm)的焊接工艺参数正交试验结果。
模拟接头试验结果：所有试样均无裂纹产生(其中包括高而宽的焊缝、未焊透的焊缝)。
GH3536合金母材、焊缝与标准主要化
学成分比较如表4。
焊缝的主要化学成分与母材基本一致，满足标准规定的范围。焊缝的结构呈现出柱状晶体，并且在热影响区域存在晶粒增长的现象。
(4)对焊接接头进行拉伸和持久试验
请参考表格5以获取接头的拉伸性能。
接头持久性能如表6。
根据表6的结果显示，接头具有持久的性能。
拉伸试验结果显示焊接接头的性能。
在室温下进行拉伸实验时，焊接接头的断裂出现了。而在高温下进行拉伸实验时，母材出现了断裂。而在持久试验中，样品的断裂发生在焊缝的外部。
焊管成型工艺有三种。第一种是冷轧焊管成型工艺，采用冷轧钢带制造，通过将冷轧钢带弯曲成圆形，并使用焊接技术将两个边缘连接起来。第二种是热轧焊管成型工艺，采用热轧钢带，在高温下将钢带弯曲成圆形，并使用焊接技术将两个边缘连接起来。第三种是液压成型焊管工艺，通过使用液压力将钢带塑性地弯曲成圆形，并使用焊接技术将两个边缘连接起来。这些成型工艺在管材的生产中都有广泛的应用。
31工艺流程
工艺流程如下：
高温合金板条→刨边开坡口→对焊接头→清洗→引钢→调整成形→氩弧焊接→冷却→定径→矫直→切管→检验→称重→冷拔、冷轧→检验→称重→包装→入库
3.2成型的特点
与普通的焊管成型相比，它有以下的区别：
高温合金板条的边缘加工处理。
采用龙门刨床对板条两侧进行精加工，并在其上刨出一定斜度，斜度的角度根据不同的厚度规格而定。格取6~25°,保证管坯成型后两边贴合。
使用双半径孔型进行成型，并对孔型半径进行调整。
考虑到GH3536合金的高变形抗力和成型后的较大反弹量，为了确保它的正确成型并为焊接提供良好的条件，我们采用了变形均匀且成型过程稳定的边缘和圆周综合弯曲孔型系。统。同时第一道边缘变形采用弯曲半径小于焊接半径的设计，减少量△R=02～03mm,以保证弹性恢复后管坯边缘半径正确。在进行孔型设计时，还需要考虑减少管坯边缘的不规则变形、表面划伤和压痕等缺陷的产生，可以采取相应的修正措施。
焊接辊采用三组排列。
焊接机架采用三组串列式焊接辊，中心距分别可调，保证管坯边缘正确贴合，使焊接全过程管坯在稳定夹持中进行。
4焊接工艺
采用自动钨极氩弧焊(不填充焊丝)。为适应GH3536合金焊接特点，应采用尽可能小的线能量，以避免近缝区晶粒粗化，降低焊缝热裂纹倾向。但由于高温合金溶深浅，而且金属的流动性、润湿性较差，应保证焊缝熔合成形，施予足够的能量。因此，需正确调整焊接电流、电弧电压及焊接速度等工艺参数，并严格控制其波动范围。
要求焊缝外表面圆滑，无咬边、凹陷、氧化等缺陷。内焊缝熔透，宽度1.5~20mm,高度Q5mm以下，无氧化。
由此制定的焊接工艺参数如表7。
表7焊接工艺参数
5结 论
(1)GH3536具有良好的焊接性及冷加
工性能，给焊管生产提供良好的先决条件。
(2)通过对焊接产品的检测，焊管成型良好，几何尺寸及表面质量都符合要求，说明焊管成型工艺是正确的。
(3)对焊管焊缝取横向试样制取金相组织照片，可看到焊接核心及结合区的组织正常，不存在疏松、大块析出及夹杂物，焊缝与基体结合较好。
(4)对焊管进行冷拔(轧)加工，不仅规格多样化，而且焊管的使用性能进一步得到改善。使用①28×29mm焊管生产了壁厚为lmm的系列成品管。
(5)产品复验认为，GH3536冷拔焊管的力学性能与无缝管一致，其超声波检验合格率也与无缝管一致，内外表面质量比无缝管好，爆破试验其破坏在母材处而不在焊缝处。通过控制最小变形量，经过多次冷加工及热处理焊缝组织得到很大的改善，树枝晶破碎，形成较均匀的等轴晶，达到了基体水平。
5结论
(1)GH3536具备优良的焊接性能和耐冷加工性能。
提供良好的工作性能，为焊管生产创造必要的条件。
通过对焊接产品进行检测，发现焊管的成型良好，几何尺寸和表面质量都符合要求，这说明焊管的成型工艺是正确的。
(3) 对焊管焊缝取横向试样制取金相组织照片，可看到焊接核心及结合区的组织正常，不存在疏松、大块析出及夹杂物，焊缝与基体结合较好。
(4)对焊管进行冷拔(轧)加工，不仅规格多样化，而且焊管的使用性能进一步得到改善。我们使用直径28×29mm的焊管生产了壁厚为1mm的成品管系列。
(5)产品复验认为，GH3536冷拔焊管的力学性能与无缝管一致，其超声波检验合格率也与无缝管一致，内外表面质量比无缝管好，爆破试验其破坏在母材处而不在焊缝处。通过控制最小变形量，经过多次冷加工和热处理，焊缝的组织得到了显著的改善。此过程使得树枝状晶体破碎，形成了相对均匀的等轴晶，达到了与基体相近的水平。
