Nimonic93鎳合金緊固件進口

    Nimonic93

    目錄

    概述---------------------------------------------------------------3
    ----------1.1、材料牌號
    ----------1.2、相近牌號
    ----------1.3、材料的技術標準
    ----------1.4、化學成分
    ----------1.5、熱處理制度
    ----------1.6、品種規(guī)格與供應狀態(tài)
    ----------1.7、熔煉與鑄造工藝
    ----------1.8、應用概況與特殊要求
    特理及化學性能------------------------------------------------3
    ----------2.1、熱性能
    ----------2.2、密度
    ----------2.3、電性能
    ----------2.4、磁性能
    ----------2.5、化學性能
    力學性能---------------------------------------------------------4
    ----------3.1、技術標準規(guī)定的性能
    ----------3.2、室溫下及各種溫度下的力學性能
    ----------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---------------------------------------------------------5
    ----------4.1、相應溫度
    ----------4.2、合金組織機構
    ----------4.3、時間-溫度-組織轉變曲線
    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材料的技術標準
    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)格與供應狀態(tài)可以供應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熔煉+真空電弧或電渣重熔工藝。
    1.8GH93應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
    2.1GH93熱性能
    2.1.1 GH93熔化溫度范圍1360~1390℃。
    2.1.2 GH93熱導率見表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。
    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力學性能
    3.1 GH93技術標準規(guī)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(tǒng)計處理結果見表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 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。
    3.2 GH93室溫及各種溫度下的力學性能
    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棒材在標準熱處理狀態(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該合金的熱強參數綜合曲線見圖3-1。
    3.3.1.2 GH93鍛材和軋材在標準熱處理狀態(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棒材在標準熱處理狀態(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:根據熱強參數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棒材在標準熱處理狀態(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標準熱處理狀態(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高周疲勞標準熱處理狀態(tài)的旋轉彎曲疲勞強度見表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(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,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)。

    高溫合金的車削:在高溫(800~1000℃)下具有較高抗yang化能力,并能保持較高力學性能的合金材料稱為高溫合金。高溫合金分變形高溫合金和鑄造高溫合金兩類,按合金基體成分又分為鐵基及鎳基兩種。常用的鐵基變形高溫合金有:GH2036、GH2135等,鎳基變形高溫合金有:GH4033、GH4049等;鐵基鑄造高溫合金有:K213、K214等;鎳基鑄造高溫合金有:K417、K418、K438等;高溫合金材料主要用于制造在高溫條件下工作的零件,如燃氣渦lunpan、葉片等。


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