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Nimonic93
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(qiáng)度和較好的組織穩(wěn)定性，在815℃以下使用，良好。用于航空發(fā)動機(jī)的渦輪葉片，小型發(fā)動機(jī)渦和緊固件。該合金熱加工塑性良好，可以供應(yīng)板材、棒材和鍛件。
1.1Nimonic93材料牌號Nimonic93。
1.2Nimonic93相近牌號GH93(中國),NCK2OTA(法國）。
1.3Nimonic93材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
C3S163-1985《Nimonic93合金熱軋和鍛制棒材》(長城鋼廠三分廠）
C3S164-1985《Nimonic93合金冷軋薄板》(長城鋼廠三分廠）
1.4Nimonic93化學(xué)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。
1.5Nimonic93熱處理制度1050～1080℃，8h，空冷＋710℃?10℃，16h，空冷。
1.6Nimonic93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。
1.7Nimonic93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。
1.8Nimonic93應(yīng)用概況與特殊要求該合金制造的航空發(fā)動機(jī)零部件，在英國及法國有所采用，國內(nèi)用其制造自由渦輪、墊片、墊圈、鎖片等。
二、Nimonic93物理及化學(xué)性能
2.1Nimonic93熱性能
2.1.1Nimonic93熔化溫度范圍1360～1390℃。
2.1.2Nimonic93熱導(dǎo)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 |
2.1.3Nimonic93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 |
2.1.4Nimonic93線膨脹系數(shù)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 |
2.2Nimonic93密度ρ=8.19g/cm3。
2.3Nimonic93電性能
2.4Nimonic93磁性能合金無磁性。
2.5Nimonic93化學(xué)性能
2.5.1Nimonic93性能在空氣介質(zhì)中試驗(yàn)100h后的氧化速率見表2-4。
2.5.2Nimonic93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(yàn)方法按YB48-1964。
三、Nimonic93力學(xué)性能
3.1Nimonic93技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能見表3-1。
3.1.1Nimonic93室溫拉伸性能生產(chǎn)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理結(jié)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(shù) | 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(shù)據(jù)。
四、Nimonic93組織結(jié)構(gòu)
4.1Nimonic93相變溫度γ′相開始溶解溫度為950℃。
4.2Nimonic93時間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線
4.3Nimonic93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、Nimonic93工藝性能與要求
5.1Nimonic93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℃。
5.2Nimonic93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)行時效處理。
5.3Nimonic93零件熱處理工藝渦坯料可以先經(jīng)固溶處理，機(jī)加工后在氬氣保護(hù)下進(jìn)行時效處理，也可以用餅坯經(jīng)*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，冷卻時出爐后分散冷卻。
5.4Nimonic93表面處理工藝渦榫槽部分可以采用電拋光或噴丸處理。
5.5Nimonic93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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