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Nimonic90

鎳基變形高溫合金
英國牌號：Nimonic90
中國牌號：GH90

一、Nimonic90概述
Nimonic90為時效強化型鎳基變形高溫合金，含有較高量的鈷及多種強化元素。該合金在815～870℃有較高的抗拉強度和抗蠕變能力、良好的kangyang化性和耐腐蝕性、在冷熱反復交替作用下有較高的疲勞強度以及良好的成形性和焊接性。主要供應熱軋和冷拉棒材、冷軋板材、帶材及冷拉絲材。用于渦輪發(fā)動機渦lunpan、葉片、高溫緊固件、卡箍、密封圈及彈性元件等。
1.1 Nimonic90材料牌號 Nimonic90。
1.2 Nimonic90相近牌號 GH90(中國)。
1.3 Nimonic90材料的技術(shù)標準
1.4 Nimonic90化學成分 見表1-1。
表1-1%

C
Cr

Ni

Co

Al

Ti

Mn

Si

P

S

Ag

Pb

Bi

B

Cu

Fe

Zr

不大于

≤0.13

18.0～21.0

余量

15.0～21.0

1.0～2.0

2.0～3.0

0.4

0.8

0.020

0.015

0.0005

0.0020

0.0001

0.020

0.2

1.5

0.15

注：絲材規(guī)定ω(pb)≤0.0010%。
1.5 Nimonic90熱處理制度
1.5.1 Nimonic90冷拉棒材：1080℃±10℃,保溫時間見表1-2，空冷或水冷+750℃±10℃,4h,空冷。
表1-2

直徑或較小截面尺寸mm
≤3

3～6

6～12.5

12.5～25

th

1

2

4

8

1.5.2 Nimonic90薄板和帶材（軟態(tài)）：軟化處理1100～1150℃，1～10min，適當介質(zhì)中冷卻＋750℃±10℃,4h,空冷。
1.5.3 Nimonic90薄板和帶材（硬態(tài)）：700～725℃,4h,空冷。
1.5.4 Nimonic90彈簧用冷拉絲材：600℃±10℃，16h，空冷或650℃±10℃，4h，空冷。
1.5.5 Nimonic90冷拉和固溶處理的彈簧絲材：1080℃±10℃,8h,空冷＋700～750℃，4h，空冷。
1.6 Nimonic90品種規(guī)格與供應狀態(tài) 供應直徑或內(nèi)切圓直徑不大于25mm的冷拉棒材或冷拉六角棒材；厚度不大于4mm的冷軋薄板和厚度不大于0.8mm的冷軋帶材；直徑不大于8mm的彈簧用冷拉絲材。冷拉棒材的供應狀態(tài)按用途分為：鐓鍛用棒以冷拉磨光狀態(tài)交貨（當需方需求以固溶狀態(tài)交貨時，應在合同中注明）；機加工用棒材經(jīng)固溶并除氧化皮狀態(tài)交貨。冷軋薄板和帶材（軟態(tài)）經(jīng)軟化處理、堿酸洗、切邊后交貨；冷軋薄板和帶材（硬態(tài)）以冷軋、切邊后交貨。彈簧用絲材以冷拉狀態(tài)或冷拉后固溶處理狀態(tài)交貨。
1.7 Nimonic90熔煉與鑄造工藝 合金采用下列四種工藝之一進行熔煉：(1)感應熔煉加電渣重熔；(2)真空感應熔煉加電渣重熔；(3)真空感應熔煉加真空電弧重熔；(4)真空感應熔煉。
1.8 Nimonic90應用概況與特殊要求 該合金在發(fā)動機上用作高溫彈簧元件、高溫緊固件、燃燒室卡圈、止動銷等零部件。在國外還用作渦輪工作葉片、渦等零部件。
二、Nimonic90物理及化學性能
2.1 Nimonic90熱性能
2.1.1 Nimonic90熔化溫度范圍 熔點1400℃[1]。
2.1.2 Nimonic90熱導率 見表2-1。
表2-1[1]

θ℃
600

700

800

λ(W(m·℃))

21.76

23.93

25.57



2.1.3 Nimonic90線膨脹系數(shù) 見表2-2。
表2-2[2]

θ℃

20～100

20～200

20～300

20～400

20～500

20～600

20～700

20～800

20～900

α110-6℃-1

12.71

13.09

13.51

14.04

14.52

15.03

15.58

16.36

17.38

2.2 Nimonic90密度 ρ=8.20gcm3。
2.3 Nimonic90電性能
2.4 Nimonic90磁性能 合金無磁性。
2.5 Nimonic90化學性能 合金在1040℃以下具有良好的性和耐腐蝕性能；在1040℃以上時易產(chǎn)生晶間氧化。
三、Nimonic90力學性能
3.1 Nimonic90技術(shù)標準規(guī)定的性能
3.1.1 Nimonic90冷拉棒材技術(shù)標準規(guī)定的性能見表3-1。
表3-1

技術(shù)標準
θ℃

拉伸性能

持久性能

σbMPa

σP0.2MPa

δ5%

σMPa

th

不小于

WS9 7016-1996

650

820

590

8

-

-

870

-

-

-

140

≥30

注：固溶狀態(tài)供應的棒材，力學性能試樣只進行時效處理。
3.1.2 Nimonic90冷軋薄板和帶材（軟態(tài)）技術(shù)標準規(guī)定的性能見表3-2。
表3-2

技術(shù)標準 θ℃ 成品厚度mm 拉伸性能 硬度HV 持久性能
σbMPa σP0.2MPa δ5% σMPa th
不小于
WS9 7087-1996 室溫 0.25～0.35 1080 695 15 ≥280 - -
0.35～0.45 1080 695 20
0.45 1080 695 25
870 所有 - - - - 140 ≥30

注：持久試驗的試樣熱處理制度：供應狀態(tài)＋1080℃±10℃,8h,空冷＋700℃±10℃,16h,空冷。
3.1.3 Nimonic90冷軋薄板和帶材（硬態(tài)）技術(shù)標準規(guī)定的性能見表3-3。
表3-3

技術(shù)標準
θ℃

拉伸性能

σbMPa

σP0.2MPa

WS9 7086-1996

室溫

1390～1620

≥1030

3.1.4 Nimonic90彈簧用絲材技術(shù)標準規(guī)定的性能見表3-4。
表3-4

技術(shù)標準
θ℃

成品厚度mm

拉伸性能

持久性能

σbMPa

σP0.2MPa

δ5%

σMPa

th

不小于

WS9 7014-1996

室溫

≤1.0

1540

-

-

-

-

1.0～5.0

1390

1160

-

5.0～8.0

1310

1000

10

-

-

870

坯料

-

-

-

140

≥30

WS9 7015.1-1996

室溫

0.44～0.99

1080

-

15

-

-

0.99～8.0

1080

-

15

-

-

870

坯料

-

-

-

140

≥30

注：進行持久試驗的坯料熱處理制度：1080℃±10℃,8h,空冷＋700℃±10℃,16h,空冷。
3.1.5 Nimonic90生產(chǎn)檢驗數(shù)據(jù)
3.1.5.1 Nimonic90冷拉棒材650℃拉伸性能的統(tǒng)計處理結(jié)果見表3-5。
表3-5

技術(shù)標準
冶煉工藝

650℃拉伸性能

σbMPa

σP0.2MPa

δ50mm%


WS9 7016-1996

真空感應加電渣

975

670

24

3.1.5.2 Nimonic90彈簧用絲材室溫拉伸性能的統(tǒng)計處理結(jié)果見表3-6。
表3-6

技術(shù)標準
冶煉工藝

絲材直徑mm

室溫拉伸性能

σbMPa

σP0.2MPa

δ50mm%


WS9 7014-1996

真空感應熔煉

≤1.0

1800

-

-

1.0～5.0

1515

1260

-

WS9 7015.1-1996

0.99～8.0

1180

690

27

四、Nimonic90組織結(jié)構(gòu)
4.1 Nimonic90相變溫度
4.2 Nimonic90時間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線
4.3 Nimonic90合金組織結(jié)構(gòu) 合金的主要強化相是γ′-Ni3(Al、Ti)，在晶內(nèi)以大小不同的方形顆粒狀析出，在晶界上也可見到這種形狀的γ′相。碳化物在晶界上呈不連續(xù)的鏈狀析出[2]。
五、Nimonic90工藝性能與要求
5.1 Nimonic90成形性能 合金在鍛造時易產(chǎn)生內(nèi)裂，不允許重錘打擊，不允許低溫倒棱。鋼錠裝爐溫度不高于700℃，終加熱溫度1150℃±10℃，開鍛溫度不低于1060℃，終鍛溫度不低于950℃。軋制加熱溫度1160℃，終軋溫度不低于950℃。冷拔材在終中間退火后應進行8%～12%的冷變形。
5.2 Nimonic90焊接性能 合金在固溶狀態(tài)可進行惰性氣體保護鎢電弧焊及閃光對焊。
5.3 Nimonic90零件熱處理工藝 零件的熱處理工藝按相應的材料技術(shù)標準的熱處理制度進行。
5.4 Nimonic90表面處理工藝
5.5 Nimonic90切削加工與磨削性能 Nimonic90在固溶處理狀態(tài)有良好的機械加工性能，在時效處理后使用堅硬*按規(guī)定進刀量慢速加工。




Nimonic90國標用什么材料
Nimonic90304不銹鋼板熱軋板和冷軋板有何區(qū)別
Nimonic90軋制分為冷軋和熱軋，以再結(jié)晶溫度為區(qū)分點。
Nimonic90熱軋板
1.Nimonic90韌性和表面平整性差，價格較低;
2.Nimonic90熱軋的溫度與鍛造的溫度相近;
3.Nimonic90熱板采用熱扎加工表面有氧化皮，板厚有下差;
4.Nimonic90熱軋產(chǎn)品價格以及用途方面相對冷軋要廣泛的多;
5.Nimonic90熱軋鋼板，機械性能遠不及冷加工，也次于鍛造加工，但有較好的韌性和延展性;
6.Nimonic90不電鍍的熱扎板表面成黑褐色;
7.Nimonic90從電鍍后可從表面的光滑程度來區(qū)分,熱扎板光滑度較低;
Nimonic90冷軋板
1.Nimonic90伸展性好，有韌性，但是價格較貴;
2.Nimonic90冷扎加工表面無氧化皮，質(zhì)量好;
3.Nimonic90冷軋一般用于生產(chǎn)帶材，其軋速較高;
4.Nimonic90冷軋比熱軋的厚度精度要高，機械性能，表面等都在熱軋之上;
5.Nimonic90冷軋鋼板由于有一定程度的加工硬化，韌性低，但能達到較好的屈強比，用來冷彎彈等零件;
6.Nimonic90冷板由于屈服點較靠近抗拉強度，所以使用過程中對危險沒有預見性，在載荷超過許用載荷時容易發(fā)生事故
7.Nimonic90不電鍍的冷扎板表面是灰色。
8.Nimonic90冷扎板電鍍后可表面的光滑程度高于熱扎板。