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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。

          GH93(Nimonic93)鎳基變形高溫合金

           

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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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