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GH93(Nimonic93)鎳基變形高溫合金
    發布時間: 2020-11-03 16:44    

 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定性,在815以下使用,綜合性能良好。用于航空發動機的渦輪葉片,小型發動機渦輪盤和緊固件。該合金熱加工塑性良好,可以供應板材、棒材和鍛件。

 

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GH93Nimonic93鎳基變形高溫合金

中國牌號:GH93

美國牌號:Nimonic93

法國牌號:NCK2OTA

 

一、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定性,在815以下使用,綜合性能良好。用于航空發動機的渦輪葉片,小型發動機渦輪盤和緊固件。該合金熱加工塑性良好,可以供應板材、棒材和鍛件。

    1.1 GH93材料牌號 GH93。

    1.2 GH93相近牌號 Nimonic93(英國),NCK2OTA(法國)。

    1.3 GH93材料的技術標準

    1.4 GH93化學成分  見表1-1。

                                  1-1                                     %

C

Cr

Ni

Co

Al

Ti

Fe

B

Mn

Si

P

S

Cu

Pb

0.13

18.021.0

余量

15.021.0

1.02.0

2.03.0

≤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。

1.5 GH93熱處理制度 10501080℃,8h,空冷+710℃±10℃,16h,空冷。

    1.6 GH93品種規格與供應狀態 可以供應d2022mm熱軋棒材,δ0.44mm板材,d120mm以下鍛材和鍛件,板材為固溶狀態交貨,其它品種均為鍛態和軋制狀態交貨。

1.7 GH93熔煉鑄造工藝 真空感應熔煉+真空電弧或電渣重熔工藝。

    1.8 GH93應用概況與特殊要求 該合金制造的航空發動機零部件,在英國及法國有所采用,國內用其制造自由渦輪、墊片、墊圈、鎖片等。

二、GH93物理及化學性能    

    2.1 GH93熱性能                                        

    2.1.1 GH93熔化溫度范圍  13601390℃。

2.1.2 GH93熱導率  2-1。

                                             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

    2.1.3 GH93比熱容 2-2。

                                             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

2.1.4 GH93線膨脹系數 2-3。

                                             2-3[2]

θ/℃

16100

16200

16300

16400

16500

16600

16700

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化學性能

2.5.1 GH93抗氧化性能 在空氣介質中試驗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。

                                             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。

 

 

 

三、GH93力學性能

3.1 GH93技術標準規定的性能 見表3-1。

3.1.1 GH93室溫拉伸性能生產檢驗數據統計處理結果見表3-2。

                                             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

                                                                              3-2

品種

統計數

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:長城鋼廠三分廠數據。四、GH93組織結構

      4.1 GH93相變溫度 γ′相開始溶解溫度為950。

4.2 GH93時間-溫度-組織轉變曲線

4.3 GH93合金組織結構 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,未發現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10501150溫度范圍內,允許鐓粗變形量為80%而不開裂。鍛造開坯加熱溫度11301150℃,終鍛溫度不低于950℃,軋制加熱溫度11501170℃,終軋溫度不低于1000℃。

5.2 GH93焊接性能 板材可采用氬弧焊聯接,固溶狀態焊接性尚好,焊后應消除應力并進行時效處理。

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,也可以用餅坯經完全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 該合金在固溶狀態切削性能優于時效狀態。




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