一、Nimonic93（GH93）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，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)渦輪盤和緊固件。該合金熱加工塑性良好，華鎳供應(yīng)板材、棒材和鍛件。
1、Nimonic93材料牌號(hào)：Nimonic93。
2、Nimonic93相近牌號(hào)：GH93(中國(guó))，NCK2OTA(法國(guó)）。
3、Nimonic93材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：
4、Nimonic93化學(xué)成分：
表1-1 %
C≤ | Si≤ | Mn≤ | P≤ | S≤ | Cr≥ | Ni≥ | Mo≥ | Cu≤ |
0.13 | 1.00 | 1.00 | 0.015 | 0.015 | 18.0-21.0 | 余量 | - | 0.20 |
其他 | N≤ | Al≤ | Ti≤ | Fe≤ | Co≤ | B≤ | Pb≤ | Nb≤ |
- | 1.0-2.0 | 2.0-3.0 | 1.00 | 15.0-21.0 | 0.02 | 0.0025 | - |
注：B按計(jì)算量加入，允許加入微量的Ce、Zr、Mg元素。
5、 Nimonic93熱處理制度：1050～1080℃，8h，空冷＋710℃±10℃，16h，空冷。
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。
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。
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：
1、 Nimonic93熱性能：
(1)、Nimonic93熔化溫度范圍：1360～1390℃。
(2)、Nimonic93熱導(dǎo)率：見(jiàn)表2-1。
表2-1]
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 |
(3)、Nimonic93比熱容：見(jiàn)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 |
(4)、Nimonic93線膨脹系數(shù)：見(jiàn)表2-3。
表2-3
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、Nimonic93密度：ρ=8.19g/cm3。
3、Nimonic93電性能
4、Nimonic93磁性能：合金無(wú)磁性。
5、Nimonic93化學(xué)性能
(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)、imonic93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 |
注：試驗(yàn)方法按YB48-1964。
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三、Nimonic93力學(xué)性能：
1、Nimonic93技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能：見(jiàn)表3-1。
2、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 | 20 | 1080 | 685 | 20 | 290 | 700 | 588 | 30 | 5 |
表3-2：
品種 | 統(tǒng)計(jì)數(shù) | σb/MPa | σP0.2/MPa | ||||
A | B | S | A | B | S | ||
鍛材 | 100 | 1115 | 1155 | 1080 | 700 | 740 | 685 |
四、Nimonic93組織結(jié)構(gòu)：
1、Nimonic93相變溫度：γ′相開(kāi)始溶解溫度為950℃。
2、Nimonic93時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線
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：
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℃。
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。
3、Nimonic93零件熱處理工藝：渦輪盤坯料可以先經(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。
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、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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