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Nimonic93

目  錄 

概述--------------------------------------------------------------- 3

----------1.1、材料牌號(hào)

----------1.2、相近牌號(hào)

----------1.3、材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

----------1.4、化學(xué)成分

----------1.5、熱處理制度

----------1.6、品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)

----------1.7、熔煉與鑄造工藝

----------1.8、應(yīng)用概況與特殊要求

特理及化學(xué)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(xué)性能

力學(xué)性能---------------------------------------------------------4

----------3.1、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能

----------3.2、室溫下及各種溫度下的力學(xué)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(jī)構(gòu)---------------------------------------------------------5

----------4.1、相應(yīng)溫度

----------4.2、合金組織機(jī)構(gòu)

----------4.3、時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)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(qiáng)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(dòng)機(jī)的渦輪葉片，小型發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤(pán)和緊固件。該合金熱加工塑性良好，可以供應(yīng)板材、棒材和鍛件。

1.1 GH93材料牌號(hào) GH93。

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

1.3 GH93材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

C3S 163-1985《GH93合金熱軋和鍛制棒材》(長(zhǎng)城鋼廠三分廠）

C3S 164-1985《GH93合金冷軋薄板》(長(zhǎng)城鋼廠三分廠）

1.4 GH93化學(xué)成分  見(jiàn)表1-1。               表1-1   %

注：B按計(jì)算量加入，允許加入微量的Ce、Zr、Mg元素。

1.5 GH93熱處理制度 1050～1080℃，8h，空冷＋710℃±10℃，16h，空冷。

1.6 GH93品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài) 可以供應(yīng)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 GH93熔煉與鑄造工藝 真空感應(yīng)熔煉＋真空電弧或電渣重熔工藝。

1.8 GH93應(yīng)用概況與特殊要求 該合金制造的航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件，在英國(guó)及法國(guó)有所采用，國(guó)內(nèi)用其制造自由渦輪、墊片、墊圈、鎖片等。

二、GH93物理及化學(xué)性能    

2.1 GH93熱性能                                        

2.1.1 GH93熔化溫度范圍  1360～1390℃。

2.1.2 GH93熱導(dǎo)率  見(jiàn)表2-1。

表2-1[1]

2.1.3 GH93比熱容 見(jiàn)表2-2。

表2-2[1]

2.1.4 GH93線膨脹系數(shù) 見(jiàn)表2-3。

表2-3[2]

2.2 GH93密度  ρ=8.19g/cm3。

2.3 GH93電性能

2.4 GH93磁性能 合金無(wú)磁性。

2.5 GH93化學(xué)性能

2.5.1 GH93抗氧化性能 在空氣介質(zhì)中試驗(yàn)100h后的氧化速率見(jiàn)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]

注：試驗(yàn)方法按YB48-1964。

GH93力學(xué)性能

3.1 GH93技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能 見(jiàn)表3-1。

3.1.1 GH93室溫拉伸性能生產(chǎn)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理結(jié)果見(jiàn)表3-2。

表3-1

表3-2

注：長(zhǎng)城鋼廠三分廠數(shù)據(jù)。

3.2 GH93室溫及各種溫度下的力學(xué)性能

3.2.1 GH93拉伸性能 見(jiàn)表3-3。

3.2.2 GH93沖擊性能

3.2.2.1 GH93d22mm棒材在標(biāo)準(zhǔn)熱處理狀態(tài)的沖擊性能見(jiàn)表3-4。

表3-3[2]

表3-4[2]

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(qiáng)參數(shù)綜合曲線見(jiàn)圖3-1。

3.3.1.2 GH93鍛材和軋材在標(biāo)準(zhǔn)熱處理狀態(tài)不同溫度的持久性能見(jiàn)表3-5。

表3-5[2]

3.3.1.3 GH93鍛材縱向和橫向試樣的持久強(qiáng)度相近，但橫向試樣的持久塑性低于縱向試樣。鍛材在650℃和750℃均無(wú)缺口敏感性。

3.3.1.4 GH93棒材在標(biāo)準(zhǔn)熱處理狀態(tài)的持久強(qiáng)度見(jiàn)表3-6。

表3-6[2]

注：根據(jù)熱強(qiáng)參數(shù)綜合曲線和試驗(yàn)值確定。

3.3.2 GH93高溫蠕變性能

3.3.2.1 GH93棒材在標(biāo)準(zhǔn)熱處理狀態(tài)的蠕變性能見(jiàn)表3-7。

表3-7[2,3]

3.3.2.2 GH93標(biāo)準(zhǔn)熱處理狀態(tài)的盤(pán)鍛件在650℃的蠕變曲線見(jiàn)圖3-2。

3.4 GH93疲勞性能 

3.4.1 GH93高周疲勞 標(biāo)準(zhǔn)熱處理狀態(tài)的旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞強(qiáng)度見(jiàn)表3-8。

表3-8[1～3]

3.5 GH93彈性性能

3.5.1 GH93彈性模量 見(jiàn)表3-9。

表3-9[1]

四、GH93組織結(jié)構(gòu)

4.1 GH93相變溫度 γ′相開(kāi)始溶解溫度為950℃。

4.2 GH93時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線

4.3 GH93合金組織結(jié)構(gòu) 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(nèi)，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(nèi)，允許鐓粗變形量為80%而不開(kāi)裂。鍛造開(kāi)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 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(yīng)消除應(yīng)力并進(jìn)行時(shí)效處理。

5.3 GH93零件熱處理工藝 渦輪盤(pán)坯料可以先經(jīng)固溶處理，機(jī)加工后在氬氣保護(hù)下進(jìn)行時(shí)效處理，也可以用餅坯經(jīng)完全熱處理后進(jìn)行機(jī)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(shí)出爐后分散冷卻。

5.4 GH93表面處理工藝 渦輪盤(pán)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)切削性能優(yōu)于時(shí)效狀態(tài)。

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