Nimonic93鎳合金規(guī)格 圓棒 牌號

時間：2022-08-25作者：上海威勵金屬集團有限公司瀏覽：44

Nimonic93

目錄

概述---------------------------------------------------------------3
----------1.1、材料牌號
----------1.2、相近牌號
----------1.3、材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
----------1.4、化學(xué)成分
----------1.5、熱處理制度
----------1.6、品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)
----------1.7、熔煉與鑄造工藝
----------1.8、應(yīng)用概況與特殊要求
特理及化學(xué)性能------------------------------------------------3
----------2.1、熱性能
----------2.2、密度
----------2.3、電性能
----------2.4、磁性能
----------2.5、化學(xué)性能
力學(xué)性能---------------------------------------------------------4
----------3.1、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能
----------3.2、室溫下及各種溫度下的力學(xué)性能
----------3.3、持久和蠕變性能
----------3.4、疲勞性能
----------3.5、彈性性能
組織機構(gòu)---------------------------------------------------------5
----------4.1、相應(yīng)溫度
----------4.2、合金組織機構(gòu)
----------4.3、時間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線
工藝性能與要求------------------------------------------------5
----------5.1、成形性能
----------5.2、焊接性能
----------5.3、零件熱處理工藝
----------5.4、表面處理工藝
----------5.5、切削加工與磨削性能

GH93概述
GH93是含有較高的鈷和鉻的沉淀硬化鎳基合金，具有較高的強度和較好的組織穩(wěn)定性，在815℃以下使用，綜合性能良好。用于航空發(fā)動機的渦輪葉片，小型發(fā)動機渦輪盤和緊固件。該合金熱加工塑性良好，可以供應(yīng)板材、棒材和鍛件。
1.1GH93材料牌號GH93。
1.2 GH93相近牌號Nimonic93(英國),NCK2OTA(法國）。
1.3GH93材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
C3S 163-1985《GH93合金熱軋和鍛制棒材》(長城鋼廠三分廠）
C3S 164-1985《GH93合金冷軋薄板》(長城鋼廠三分廠）
1.4GH93化學(xué)成分見表1-1。表1-1%
C Cr Ni Co Al Ti Fe B Mn Si P S Cu Pb
≤0.13 18.0～21.0 余量 15.0～21.0 1.0～2.0 2.0～3.0 ≤1.00 ≤0.02 ≤1.00 ≤1.00 ≤0.015 ≤0.015 ≤0.20 ≤0.0025
注：B按計算量加入，允許加入微量的Ce、Zr、Mg元素。
1.5GH93熱處理制度1050～1080℃，8h，空冷＋710℃±10℃，16h，空冷。
1.6GH93品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)可以供應(yīng)d20～22mm熱軋棒材，δ0.4～4mm板材，d120mm以下鍛材和鍛件，板材為固溶狀態(tài)交貨，其它品種均為鍛態(tài)和軋制狀態(tài)交貨。
1.7GH93熔煉與鑄造工藝真空感應(yīng)熔煉＋真空電弧或電渣重熔工藝。
1.8GH93應(yīng)用概況與特殊要求該合金制造的航空發(fā)動機零部件，在英國及法國有所采用，國內(nèi)用其制造自由渦輪、墊片、墊圈、鎖片等。
二、GH93物理及化學(xué)性能
2.1GH93熱性能
2.1.1 GH93熔化溫度范圍1360～1390℃。
2.1.2 GH93熱導(dǎo)率見表2-1。
表2-1[1]
θ/℃ 20 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
λ/(W/(m·℃)) 11.47 12.77 14.44 15.99 17.54 18.97 20.64 22.32 23.99 25.83 27.88
2.1.3GH93比熱容見表2-2。
表2-2[1]
θ/℃ 20 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
c/(J/(kg.℃)) 446 467 494 520 547 572 600 626 652 679 706
2.1.4GH93線膨脹系數(shù)見表2-3。
表2-3[2]
θ/℃ 16～100 16～200 16～300 16～400 16～500 16～600 16～700
α/10-6℃-1 11.91 12.97 13.52 14.10 14.49 14.99 15.61
2.2 GH93密度ρ=8.19g/cm3。
2.3 GH93電性能
2.4 GH93磁性能合金無磁性。
2.5 GH93化學(xué)性能
2.5.1 GH93抗氧化性能 在空氣介質(zhì)中試驗100h后的氧化速率見表2-4。
2.5.2 GH93耐腐蝕性能 合金具有良好的耐熱腐蝕能力。
表2-4[2]
θ/℃ 700 800 900
氧化速率/(g/(m2·h)) 0.0398 0.0236 0.1435

注：試驗方法按YB48-1964。
GH93力學(xué)性能
3.1 GH93技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能 見表3-1。
3.1.1 GH93室溫拉伸性能生產(chǎn)檢驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理結(jié)果見表3-2。
表3-1
品種 拉伸性能 HBS 持久性能
 θ/℃ σb/MPa σP0.2/MPa δ5/%  θ/℃ σ/MPa t/h δ5/%
  不小于   不小于
鍛材
軋材 20 1080 685 20 290 700
815 588
294 30
30 5
7
表3-2
品種 統(tǒng)計數(shù) σb/MPa σP0.2/MPa
  A B S A B S
鍛材
軋材 100
100 1115
1140 1155
1185 1080
1080 700
725 740
765 685
685
注：長城鋼廠三分廠數(shù)據(jù)。
3.2 GH93室溫及各種溫度下的力學(xué)性能
3.2.1 GH93拉伸性能 見表3-3。
3.2.2 GH93沖擊性能

3.2.2.1 GH93d22mm棒材在標(biāo)準(zhǔn)熱處理狀態(tài)的沖擊性能見表3-4。
表3-3[2]
品種規(guī)格/mm 狀態(tài) θ/℃ σb/MPa δ5/% φ/%
軋制棒材(d20～22) 1065℃±10℃,8h,空冷＋710℃±10℃,16h，空冷 20
400
600
700
800
815
850
900 1304
1282
1162
1033
770
715
637
489 29
29
24
28
23
24
20
34 41
38
36
31
24
31
29
50
表3-4[2]
θ/℃ 20 600 700 800 850
aKU/(kJ/m2) 917 1000 833 951 1039
3.2.2.1 GH93鍛材縱向沖擊韌度aKU=980kJ/m2
左右，橫向沖擊韌性aKU≈441～539kJ/m2。
3.3 GH93持久和蠕變性能
3.3.1 GH93高溫持久性能
3.3.1.1 GH93該合金的熱強參數(shù)綜合曲線見圖3-1。
3.3.1.2 GH93鍛材和軋材在標(biāo)準(zhǔn)熱處理狀態(tài)不同溫度的持久性能見表3-5。
表3-5[2]
品種 700℃,441MPa 750℃,343MPa 850℃,196MPa 900℃,98MPa
 光滑 缺口 光滑 光滑 缺口 光滑
 t/h δ5/% φ/% t/h δ5/% φ/% t/h t/h δ5/% φ/% t/h t/h δ5/% φ/%
鍛材 - - - - 471 8 13 - - - - - - -
軋材 461 8 13 537 267 11 17 93 27 29 356 169 37 47
3.3.1.3 GH93鍛材縱向和橫向試樣的持久強度相近，但橫向試樣的持久塑性**縱向試樣。鍛材在650℃和750℃均無缺口敏感性。
3.3.1.4 GH93棒材在標(biāo)準(zhǔn)熱處理狀態(tài)的持久強度見表3-6。

表3-6[2]
θ/℃ σ100/MPa σ300/MPa σ1000/MPa θ/℃ σ100/MPa σ300/MPa σ1000/MPa θ/℃ σ100/MPa σ300/MPa σ1000/MPa
700 569 500 402 750 392 353 284 850 186 157 93
注：根據(jù)熱強參數(shù)綜合曲線和試驗值確定。
3.3.2 GH93高溫蠕變性能
3.3.2.1 GH93棒材在標(biāo)準(zhǔn)熱處理狀態(tài)的蠕變性能見表3-7。
表3-7[2,3]
θ/℃ t/h σ/MPa εt/% εtP/% θ/℃ t/h σ/MPa εt/% εtP/%
650
815 100
100 490
147 0.203
0.154 0.060
0.075 815
850 300
100 137
98 0.274
0.166 0.178
0.102
3.3.2.2 GH93標(biāo)準(zhǔn)熱處理狀態(tài)的盤鍛件在650℃的蠕變曲線見圖3-2。

3.4 GH93疲勞性能
3.4.1 GH93高周疲勞標(biāo)準(zhǔn)熱處理狀態(tài)的旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞強度見表3-8。
表3-8[1～3]
θ/℃ N/周 σ-1/MPa σ-1H/MPa
750
815 107 392
294 275
226
3.5 GH93彈性性能
3.5.1 GH93彈性模量見表3-9。
表3-9[1]
θ/℃ 10 100 200 300 400 500 600 700
ED/GPa 226 222 217 210 203 199 190 183
四、GH93組織結(jié)構(gòu)
4.1 GH93相變溫度γ′相開始溶解溫度為950℃。
4.2 GH93時間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線
4.3 GH93合金組織結(jié)構(gòu)在奧氏體基體上析出γ′相，M23C6型碳化物呈鏈狀分布在晶界，MC型碳化物主要以顆粒狀分布于晶內(nèi)，未發(fā)現(xiàn)M7C3型碳化物。
五、GH93工藝性能與要求
5.1 GH93成形性能該合金熱加工塑性良好，在1050～1150℃溫度范圍內(nèi)，允許鐓粗變形量為80%而不開裂。鍛造開坯加熱溫度1130～1150℃，終鍛溫度不**950℃，軋制加熱溫度1150～1170℃，終軋溫度不**1000℃。
5.2 GH93焊接性能 板材可采用氬弧焊聯(lián)接，固溶狀態(tài)焊接性尚好，焊后應(yīng)消除應(yīng)力并進行時效處理。
5.3 GH93零件熱處理工藝渦輪盤坯料可以先經(jīng)固溶處理，機加工后在氬氣保護下進行時效

處理，也可以用餅坯經(jīng)熱處理后進行機加工。坯料單層平放在熱處理加熱爐均溫區(qū)緩慢升溫，冷卻時出爐后分散冷卻。
5.4 GH93表面處理工藝 渦輪盤榫槽部分可以采用電拋光或噴丸處理。
5.5 GH93切削加工與磨削性能 該合金在固溶狀態(tài)切削性能**時效狀態(tài)。

單晶高溫合金是在等軸晶和定向柱晶高溫合金基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一類發(fā)動機葉片材料。20世紀(jì)80年代初期以來，di yi代單晶高溫合金PWA1480、ReneN4等在多種航空發(fā)動機上獲得廣泛應(yīng)用。80年代后期以來，以PWA1484、Rene**為代表的二代單晶高溫合金葉片也在CFM56、F100、F110、PW4000等航空發(fā)動機上得到大量使用，目前美國的二代單晶高溫合金已成熟，并廣泛應(yīng)用在軍民用航空發(fā)動機上。90年代后期以來，美國研制成功三代單晶高溫合金CMSX-10。之后，GE、P&W以及NASA合作開發(fā)了四代單晶高溫合金EPM-102。法國和英國也分別研制單晶高溫合金，并實現(xiàn)了工程應(yīng)用。近年來，又相繼成功的研制了承溫能力高的四、五、六代單晶合金TMS-138,TMS-162,TMS-238等[3]。


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