上海承铸有色金属有限公司
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一、NS3306概述
NS3306是以钼、铌为主要强化元素的固溶强化型镍基变形高温合金，具有X良的耐腐蚀和搞氧化性能，从低温到980℃均具有良好的拉伸性能和疲劳性能，并且耐盐雾气氛下的应力腐蚀。因此，可广泛用于制造航空发动机零部件、宇航结构部件和化工设备。合金的加工和焊接性能良好，可供应各种板材、棒材、管材、丝材、带材和锻件。
1.1NS3306材料牌号NS3306。
1.2NS3306相近牌号GH3625(GH625)(中国)，UNSNO6625(美国)、NC22DNb(法国)、W.Nr.2.4856(德国)。
1.3NS3306材料的技术标准
GJB3317-1998《航空用高温合金热轧板规范》
Z9-0104-1990《GH625合金板材技术条件》
Z9-0105-1990《GH625合金棒材技术条件》
Q/3B4077-1992《GH625合金棒材》
Q/3B4078-1992《GH625合金板材》
Q/3B4080-1992《GH625合金管材》
1.4NS3306化学成分见表1-1。
表1-1%
C | Cr | Ni | Co | Mo | Al | Ti |
不大于 | ||||||
≤0.10 | 20.0～23.0 | 余 | ≤1.00 | 8.0～10.0 | 0.40 | 0.40 |
Nb | Fe | Mn | Si | P | S | Cu |
不大于 | ||||||
3.15～4.15 | 5.00 | 0.50 | 0.50 | 0.015 | 0.015 | 0.07 |
1.5NS3306热处理制度棒材：950～1030℃，空冷或水冷；或1090～1200℃，空冷或水冷固溶处理。板材：950～1030℃，空冷；或1090～1200℃，空冷。管材：推荐退火温度：960～1030℃，空冷或水冷。
1.6NS3306品种规格与供应状态可供应d25～80mm的棒材和δ0.8～10.5mm的板材，也可供应d6～40mm的无缝（焊）管。棒材不经热处理但以车光或磨光状态交货；板材经固溶、精整后供应；管材经固溶、X洗（或光亮退火）后供货。
1.7NS3306熔炼与铸造工艺合金采用真空感应炉熔炼加电渣重熔或真空感应炉加真空电弧重熔工艺生产。
1.8NS3306应用概况与特殊要求该合金用于制造发动机机匣、导向叶片、安装边和筒体、燃油总管等零部件，已通过实际应用考核，*高使用温度为950℃；合金在550～700℃长期使用后有一定的时效硬化现象，导致合金塑性有一些下降。
二、NS3306物理及化学性能
2.1NS3306热性能
2.1.1NS3306熔化温度范围1290～1350℃[1]。
2.1.2NS3306热导率见图2-1。
2.1.3NS3306比热容见图2-2。
2.1.4NS3306线膨胀系数见图2-3。
2.2NS3306密度ρ=8.44g/cm3。
2.3NS3306电性能合金电阻率见图2-4。
2.4NS3306磁性能合金无磁性。
2.5NS3306化学性能
2.5.1NS3306抗氧化性能合金具有X良的抗高温氧化性能，高温下在空气介质中循环氧化后合金的重量变化见表2-1。
表2-1[1]
循环氧化时间/h | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | |
重量变化/% | 980℃ | ＋0.086 | ＋0.065 | ＋0.065 | ＋0.048 | ＋0.021 | - | ＋0.030 | －0.081 |
1095℃ | －0.182 | －1.086 | －3.335 | －5.399 | －6.566 | －10.066 | - | - | |
注：循环氧化加热15min，冷却5min为一循环。
2.5.2NS3306抗腐蚀性能合金具有良好的耐海水腐蚀性能，见表2-2。合金还耐各种盐类溶液的腐蚀。此外，还有良好的耐硝X及磷X腐蚀的能力，对加热至沸点以下的盐X和低浓度的*X腐蚀也有相当的抗力[2]。
表2-2[1]
试验天数 | 试样类型 | 重量损失/g | 局部腐蚀程度 | 试验天数 | 试样类型 | 重量损失/g | 局部腐蚀程度 |
在静止海水中 | 在流动海水中(0.61m/s) | ||||||
180 | 光滑的 带缝隙的 | 0.05 0.05 | 无 无 | 180 | 光滑的 带缝隙的 | 0.04 0.05 | 无 无 |
365 | 光滑的 带缝隙的 | 0.02 0.04 | 无 无 | 365 | 光滑的 带缝隙的 | 0.01 0.02 | 无 无 |
注：光滑试样是指6.4mm×100mm×300mm焊有圆形焊缝的平板试样，焊前在980℃退火。带缝隙的试样是指用32mm的纤维垫圈以螺栓固定在板面中心。
三、NS3306力学性能
3.1NS3306技术标准规定的性能见表3-1。
表3-1
品种 | 拉伸性能 | 持久性能 | 硬度 | ||||||
θ/℃ | σb/MPa | σP0.2/MPa | δ5/% | θ/℃ | σ/MPa | t/h | δ5/% | ||
不小于 | 不小于 | ||||||||
棒材① | 20 | 830 | 410 | 30 | 815 | 114 | 23 | 15 | HB≤290 |
板材② | 20 | 830 | 410 | 30 | 815 | 114 | 23 | 15 | HV≤305 |
棒材 | 20 | 830 | 410 | 30 | Q/3B4078-1992 | - | |||
板材 | 20 | 825 | 415 | 30 | Q/3B4077-1992 | - | |||
管材 | 20 | 825 | 415 | 35 | Q/3B4080-1992 | HRC≤25 | |||
①标准Z9-0105-1990。②标准Z9-0104-1990和GJB3317-1998。
四、NS3306组织结构
4.1NS3306相变温度
4.2NS3306时间-温度-组织转变曲线
4.3NS3306合金组织结构合金在固溶状态的组织为奥氏体基体和少量的TiN、NbC、和M6C相，经650～900℃长期时效后，所析出的相为γ"、δ、M23C6和M6C。在650～700℃长期时效后主要析出γ"，使合金室温、高温强度明显提高，塑性有所下降，但仍保持较高水平；780～850℃时效后主要析出δ相，虽然强度有所提高，但合金塑性下降较多。900℃时效后只有少量的析出相，因此力学性能与固溶状态相近。δ相为正交结构片状Ni3Nb，并以针状魏氏体组织存在[1,7]。
五、NS3306工艺性能与要求
5.1NS3306成形性能合金的冷热成形性能良好。钢锭锻造加热温度为1120℃，开锻温度不低于1030℃，停锻温度不低于930℃；模锻时，*终变形量应不小于15%～20%。轧制加热温度为1120～1160℃，开轧温度不低于1050℃，停轧温度不低于930℃，薄板冷轧半成品变形量为25%～30%，成品变形量不小于30%。中间及成品淬火温度为1100℃±10℃[1,8]。
5.2NS3306焊接性能合金焊接性能良好，可在保护气氛下用钨极或本合金作添料进行氩弧焊接，也可用钎焊连接及电阻缝焊。
5.3NS3306零件热处理工艺消除应力：900℃；退火：930～1040℃，1h；固溶处理：1090～1200℃，空冷或水冷。当合金在不高于650℃工作时，可根据要求采用热轧、冷轧或退火状态的材料。当工作温度在650℃以上时，对要求具有较好的疲劳性能和抗拉强度的零部件可采用退火工艺，对要求具有较好蠕变和持久性能的零件可采用固溶处理。
5.4NS3306表面处理工艺除去合金表面氧化皮时先碱洗，再在硝X-氢氟X-水溶液中X洗。
5.5NS3306切削加工与磨削性能应采用硬质合金或高速钢刀具。所用切削工具应具有正前角。高速切削加工时推荐用水基冷却液，低速切削加工时推荐用较粘稠的冷却液。
