Nimonic93鎳基變形高溫合金

美國牌號：Nimonic93

中國牌號：GH93

法國牌號：NCK2OTA
一、Nimonic93概述

Nimonic93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。

1.1 Nimonic93材料牌號 Nimonic93。

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

1.3 Nimonic93材料的技術標準

1.4 Nimonic93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	
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注：B按計算量加入，允許加入微量的Ce、Zr、Mg元素。

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

1.6 Nimonic93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。

1.7 Nimonic93熔煉與鑄造工藝 真空感應熔煉＋真空電弧或電渣重熔工藝。

1.8 Nimonic93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、Nimonic93物理及化學性能?

2.1 Nimonic93熱性能?

2.1.1 Nimonic93熔化溫度范圍 1360～1390℃。

2.1.2 Nimonic93熱導率 見表2-1。

表2-1
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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	
?
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2.1.3 Nimonic93比熱容 見表2-2。

表2-2
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線膨脹系數 見表2-3。

表2-3
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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 Nimonic93密度 ρ=8.19g/cm3。

2.3 Nimonic93電性能?

2.4 Nimonic93磁性能 合金無磁性。

2.5 Nimonic93化學性能?

2.5.1 Nimonic93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 Nimonic93耐腐蝕性能 合金具有良好的耐熱腐蝕能力。

表2-4
θ/℃	700	800	900	
氧化速率/(g/(m2·h))	0.0398	0.0236	0.1435	
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注：試驗方法按YB48-1964。

三、Nimonic93力學性能

3.1 Nimonic93技術標準規(guī)定的性能 見表3-1。

3.1.1 Nimonic93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
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???????????????????????????????????????????表3-2
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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
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注：長城鋼廠三分廠數據。

四、Nimonic93組織結構

4.1 Nimonic93相變溫度 γ′相開始溶解溫度為950℃。

4.2 Nimonic93時間-溫度-組織轉變曲線

4.3 Nimonic93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M7C3型碳化物。

五、Nimonic93工藝性能與要求

5.1 Nimonic93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℃，終鍛溫度不低于950℃，軋制加熱溫度1150～1170℃，終軋溫度不低于1000℃。

5.2 Nimonic93焊接性能 板材可采用氬弧焊聯接，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 Nimonic93零件熱處理工藝 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(qū)緩慢升溫，冷卻時出爐后分散冷卻。

5.4 Nimonic93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 Nimonic93切削加工與磨削性能 該合金在固溶狀態(tài)切削性能優(yōu)于時效狀態(tài)。
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