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)標準

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化學成分見表1-1。

表1-1% 

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。

表1-2

1.5.2Nimonic90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。

1.5.3Nimonic90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。

表2-1[1] 

2.1.3Nimonic90線膨脹系數(shù)見表2-2。

表2-2[2] 

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 

3.1Nimonic90技術(shù)標準規(guī)定的性能

3.1.1Nimonic90冷拉棒材技術(shù)標準規(guī)定的性能見表3-1。

表3-1 

注：固溶狀態(tài)供應(yīng)的棒材，力學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)標準規(guī)定的性能見表3-2。

表3-2 

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)標準規(guī)定的性能見表3-3。

表3-3 

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

表3-4 

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。

表3-5 

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。

表3-6 

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)標準的熱處理制度進行。

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。