Nimonic93材料表面Nimonic93
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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，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 Nimonic93材料牌號(hào) Nimonic93。
1.2 Nimonic93相近牌號(hào) GH93(中國(guó)),NCK2OTA(法國(guó)）。
1.3 Nimonic93材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
C3S 163-1985《Nimonic93合金熱軋和鍛制棒材》(長(zhǎng)城鋼廠(chǎng)三分廠(chǎng)）
C3S 164-1985《Nimonic93合金冷軋薄板》(長(zhǎng)城鋼廠(chǎng)三分廠(chǎng)）
1.4 Nimonic93化學(xué)成分 見(jiàn)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(jì)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(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 Nimonic93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 Nimonic93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、Nimonic93物理及化學(xué)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(dǎo)率 見(jiàn)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
2.1.3 Nimonic93比熱容 見(jiàn)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
2.1.4 Nimonic93線(xiàn)膨脹系數(shù) 見(jiàn)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 Nimonic93密度 ρ=8.19g/cm3。
2.3 Nimonic93電性能
2.4 Nimonic93磁性能 合金無(wú)磁性。
2.5 Nimonic93化學(xué)性能
2.5.1 Nimonic93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 Nimonic93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
3.1 Nimonic93技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能 見(jiàn)表3-1。
3.1.1 Nimonic93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
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(jì)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(zhǎng)城鋼廠(chǎng)三分廠(chǎng)數(shù)據(jù)。
四、Nimonic93組織結(jié)構(gòu)
4.1 Nimonic93相變溫度 γ′相開(kāi)始溶解溫度為950℃。
4.2 Nimonic93時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線(xiàn)
4.3 Nimonic93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
5.1 Nimonic93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 Nimonic93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 Nimonic93零件熱處理工藝 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(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 Nimonic93表面處理工藝 渦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(shí)效狀態(tài)。
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