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Nimonic90材料介紹
  • 發(fā)布日期:2020-11-16      瀏覽次數(shù):720
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      Nimonic90

      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、良好的性和耐腐蝕性、在冷熱反復(fù)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(yīng)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、葉片、高溫緊固件、卡箍、密封圈及彈性元件等。

      1.1Nimonic90材料牌號Nimonic90。

      1.2Nimonic90相近牌號GH90(中國)。

      1.3Nimonic90材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

      WS97014-1996《Nimonic90合金彈簧用冷拉絲材》

      WS97015.1-1996《Nimonic90合金冷拉和固溶處理的彈簧絲材》

      WS97015.2-1996《Nimonic90合金冷拉和固溶處理的彈簧扁絲》

      WS97016-1996《Nimonic90合金冷拉棒材》

      WS97086-1996《Nimonic90合金冷軋薄板和帶材(硬態(tài))》

      WS97087-1996《Nimonic90合金冷軋薄板和帶材(軟態(tài))》

      1.4Nimonic90化學(xué)成分見表1-1。

      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%。

      1.5Nimonic90熱處理制度

      1.5.1Nimonic90冷拉棒材:1080℃?10℃,保溫時間見表1-2,空冷或水冷 750℃?10℃,4h,空冷。

      1-2

      直徑或較小截面尺寸/mm

      ≤3

      >3~6

      >6~12.5

      >12.5~25

      t/h

      1

      2

      4

      8

      1.5.2Nimonic90薄板和帶材(軟態(tài)):軟化處理1100~1150℃,1~10min,適當(dāng)介質(zhì)中冷卻+750℃?10℃,4h,空冷。

      1.5.3Nimonic90薄板和帶材(硬態(tài)):700~725℃,4h,空冷。

      1.5.4Nimonic90彈簧用冷拉絲材:600℃?10℃,16h,空冷或650℃?10℃,4h,空冷。

      1.5.5Nimonic90冷拉和固溶處理的彈簧絲材:1080℃?10℃,8h,空冷+700~750℃,4h,空冷。

      1.6Nimonic90品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)供應(yīng)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(yīng)狀態(tài)按用途分為:鐓鍛用棒以冷拉磨光狀態(tài)交貨(當(dāng)需方需求以固溶狀態(tài)交貨時,應(yīng)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。

      1.7Nimonic90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(yīng)熔煉加電渣重熔;(2)真空感應(yīng)熔煉加電渣重熔;(3)真空感應(yīng)熔煉加真空電弧重熔;(4)真空感應(yīng)熔煉。

      1.8Nimonic90應(yīng)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(xué)性能 

      2.1Nimonic90熱性能

      2.1.1Nimonic90熔化溫度范圍熔點1400℃[1]。

      2.1.2Nimonic90熱導(dǎo)率見表2-1。

      2-1[1] 

      θ/℃

      600

      700

      800

      λ/(W/(m?℃))

      21.76

      23.93

      25.57

      2.1.3Nimonic90線膨脹系數(shù)見表2-2。

      2-2[2] 

      θ/℃

      20~100

      20~200

      20~300

      20~400

      20~500

      20~600

      20~700

      20~800

      20~900

      α1/10-6℃-1

      12.71

      13.09

      13.51

      14.04

      14.52

      15.03

      15.58

      16.36

      17.38

      2.2Nimonic90密度ρ=8.20g/cm3。

      2.3Nimonic90電性能

      2.4Nimonic90磁性能合金無磁性。

      2.5Nimonic90化學(xué)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(xué)性能 

      3.1Nimonic90技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能

      3.1.1Nimonic90冷拉棒材技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能見表3-1。

      3-1 

      技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

      θ/℃

      拉伸性能

      持久性能

      σb/MPa

      σP0.2/MPa

      δ5/%

      σ/MPa

      t/h

      不小于

      WS97016-1996

      650

      820

      590

      8

      -

      -

      870

      -

      -

      -

      140

      ≥30

      注:固溶狀態(tài)供應(yīng)的棒材,力學(xué)性能試樣只進行時效處理。

      3.1.2Nimonic90冷軋薄板和帶材(軟態(tài))技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能見表3-2。

      3-2 

      技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

      θ/℃

      成品厚度/mm

      拉伸性能

      硬度HV

      持久性能

      σb/MPa

      σP0.2/MPa

      δ5/%

      σ/MPa

      t/h

       

      不小于

       

      WS97087-1996

      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(yīng)狀態(tài)+1080℃?10℃,8h,空冷+700℃?10℃,16h,空冷。

      3.1.3Nimonic90冷軋薄板和帶材(硬態(tài))技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能見表3-3。

      3-3 

      技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

      θ/℃

      拉伸性能

      σb/MPa

      σP0.2/MPa

      WS97086-1996

      室溫

      1390~1620

      ≥1030

      3.1.4Nimonic90彈簧用絲材技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能見表3-4。

      3-4 

      技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

      θ/℃

      成品厚度/mm

      拉伸性能

      持久性能

      σb/MPa

      σP0.2/MPa

      δ5/%

      σ/MPa

      t/h

      不小于

      WS97014-1996

      室溫

      ≤1.0

      1540

      -

      -

      -

      -

      >1.0~5.0

      1390

      1160

      -

      >5.0~8.0

      1310

      1000

      10

      -

      -

      870

      坯料

      -

      -

      -

      140

      ≥30

      WS97015.1-1996

      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。

      3.1.5Nimonic90生產(chǎn)檢驗數(shù)據(jù)

      3.1.5.1Nimonic90冷拉棒材650℃拉伸性能的統(tǒng)計處理結(jié)果見表3-5。

      3-5 

      技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

      冶煉工藝

      650℃拉伸性能

      σb/MPa

      σP0.2/MPa

      δ50mm/%

       

      WS97016-1996

      真空感應(yīng)加電渣

      975

      670

      24

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

      3-6 

      技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

      冶煉工藝

      絲材直徑/mm

      室溫拉伸性能

      σb/MPa

      σP0.2/MPa

      δ50mm/%

       

      WS97014-1996

      真空感應(yīng)熔煉

      ≤1.0

      1800

      -

      -

      >1.0~5.0

      1515

      1260

      -

      WS97015.1-1996

      >0.99~8.0

      1180

      690

      27

      四、Nimonic90組織結(jié)構(gòu) 

      4.1Nimonic90相變溫度

      4.2Nimonic90時間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線

      4.3Nimonic90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 

      5.1Nimonic90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(yīng)進行8%~12%的冷變形。

      5.2Nimonic90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。

      5.3Nimonic90零件熱處理工藝零件的熱處理工藝按相應(yīng)的材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的熱處理制度進行。

      5.4Nimonic90表面處理工藝

      5.5Nimonic90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刀具按規(guī)定進刀量慢速加工。


      Nimonic90數(shù)據(jù)由上海隆繼金屬集團全程提供,你可搜索更多了解上海隆繼金屬集團。

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