Nimonic93

Nimonic93镍基变形高温合金

 

美国牌号:Nimonic93

中国牌号:GH93

法国牌号:NCK2OTA

 

一、Nimonic93概述

    Nimonic93是含有较高的钴和铬的沉淀硬化镍基合金,具有较高的强度和较好的组织稳定性,在815℃以下使用,综合性能良好。用于航空发动机的涡轮叶片,小型发动机涡轮盘和紧固件。该合金热加工塑性良好,可以供应板材、棒材和锻件。

    1.1 Nimonic93材料牌号 Nimonic93。

    1.2 Nimonic93相近牌号 GH93(中国),NCK2OTA(法国)。

    1.3 Nimonic93材料的技术标准

    1.4 Nimonic93化学成分  见表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按计算量加入,允许加入微量的CeZrMg元素。

1.5 Nimonic93热处理制度 1050~1080℃,8h,空冷+710℃±10℃,16h,空冷。

    1.6 Nimonic93品种规格与供应状态 可以供应d20~22mm热轧棒材,δ0.4~4mm板材,d120mm以下锻材和锻件,板材为固溶状态交货,其它品种均为锻态和轧制状态交货。

1.7 Nimonic93熔炼铸造工艺 真空感应熔炼+真空电弧或电渣重熔工艺

    1.8 Nimonic93应用概况与特殊要求 该合金制造的航空发动机零部件,在英国及法国有所采用,国内用其制造自由涡轮、垫片、垫圈、锁片等。

二、Nimonic93物理及化学性能    

    2.1 Nimonic93热性能                                        

    2.1.1 Nimonic93熔化温度范围  1360~1390℃。

2.1.2 Nimonic93热导率  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 Nimonic93比热容 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 Nimonic93线膨胀系数 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 Nimonic93密度  ρ=8.19g/cm3

2.3 Nimonic93电性能 

2.4 Nimonic93磁性能 合金无磁性。

2.5 Nimonic93化学性能

2.5.1 Nimonic93抗氧化性能 在空气介质中试验100h后的氧化速率见表2-4。

2.5.2 Nimonic93耐腐蚀性能 合金具有良好的耐热腐蚀能力。

                                            2-4[2]

θ/

700

800

900

氧化速率/(g/(m2·h))

0.0398

0.0236

0.1435

注:试验方法按YB48-1964

 三、Nimonic93力学性能

3.1 Nimonic93技术标准规定的性能 见表3-1。

3.1.1 Nimonic93室温拉伸性能生产检验数据统计处理结果见表3-2。

                                             3-1

 

品种

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

锻材

轧材

20

1080

685

20

290

700

815

588

294

30

30

5

7

                                               3-2

品种

统计数

σb/MPa

σP0.2/MPa

A

B

S

A

B

S

锻材

轧材

100

100

1115

1140

1155

1185

1080

1080

700

725

740

765

685

685

注:长城钢厂三分厂数据。

四、Nimonic93组织结构

     4.1 Nimonic93相变温度 γ′相开始溶解温度为950

4.2 Nimonic93时间-温度-组织转变曲线

4.3 Nimonic93合金组织结构 在奥氏体基体上析出γ′相,M23C6型碳化物呈链状分布在晶界,MC型碳化物主要以颗粒状分布于晶内,未发现M7C3型碳化物

五、Nimonic93工艺性能与要求

5.1 Nimonic93成形性能 该合金热加工塑性良好,在10501150℃温度范围内,允许镦粗变形量为80%而不开裂。锻造开坯加热温度1130~1150℃,终锻温度不低于950℃,轧制加热温度1150~1170℃,终轧温度不低于1000℃。

5.2 Nimonic93焊接性能 板材可采用氩弧焊联接,固溶状态焊接性尚好,焊后应消除应力并进行时效处理。 

5.3 Nimonic93零件热处理工艺 涡轮盘坯料可以先经固溶处理,机加工后在氩气保护下进行时效处理,也可以用饼坯经完全热处理后进行机加工。坯料单层平放在热处理加热炉均温区缓慢升温,冷却时出炉后分散冷却。

5.4 Nimonic93表面处理工艺 涡轮盘榫槽部分可以采用电抛光或喷丸处理。

5.5 Nimonic93切削加工与磨削性能 该合金在固溶状态切削性能优于时效状态。


Nimonic93(图1)

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