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    高温合金

    Nimonic90镍基变形高温合金

    Nimonic90镍基变形高温合金

    产品类别:镍合金/耐腐蚀合金

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    咨询电话:13585916721

    产品专员:张金波

    ?
    • 产品描述
    • 产品参数

    Nimonic90镍基变形高温合金

    Nimonic90为时效强化型镍基变形高温合金,含有较高量的钴及多种强化元素。该合金在815870℃有较高的抗拉强度和抗蠕变能力、良好的抗氧化性和耐腐蚀性、在冷热反复交替作用下有较高的疲劳强度以及良好的成形性和焊接性。主要供应热轧和冷拉棒材、冷轧板材、带材及冷拉丝材。用于涡轮发动机涡轮盘、叶片、高温紧固件、卡箍、密封圈及弹性元件等。

    Nimonic90材料牌号 Nimonic90

    Nimonic90相近牌号 Nimonic90(英国)

    Nimonic90材料的技术标准

    WS9 7014-1996Nimonic90合金弹簧用冷拉丝材》

    WS9 7015.1-1996Nimonic90合金冷拉和固溶处理的弹簧丝材》

    WS9 7015.2-1996Nimonic90合金冷拉和固溶处理的弹簧扁丝》

    WS9 7016-1996Nimonic90合金冷拉棒材》

    WS9 7086-1996Nimonic90合金冷轧薄板和带材(硬态)》

    WS9 7087-1996Nimonic90合金冷轧薄板和带材(软态)》

    Nimonic90化学成分

    C

    Cr

    Ni

    Co

    Al

    Ti

    Mn

    Si

    不大于

    0.13

    18.021.0

    余量

    15.021.0

    1.02.0

    2.03.0

    0.4

    0.8

    P

    S

    Ag

    Pb

    Bi

    B

    Cu

    Fe

    Zr

    不大于

    0.020

    0.015

    0.0005

    0.0020

    0.0001

    0.020

    0.2

    1.5

    0.15

    注:丝材规定ω(pb)0.0010%。

    Nimonic90热处理制度

    Nimonic90冷拉棒材:1080℃±10,保温时间见表1-2,空冷或水冷+750℃±10,4h,空冷。

    1-2

    直径或较小截面尺寸/mm

    3

    >36

    >612.5

    >12.525

    t/h

    1

    2

    4

    8

    Nimonic90薄板和带材(软态):软化处理11001150℃,110min,适当介质中冷却+750℃±10,4h,空冷。

    Nimonic90薄板和带材(硬态):700725,4h,空冷。

    Nimonic90弹簧用冷拉丝材:600℃±10℃,16h,空冷或650℃±10℃,4h,空冷。

    Nimonic90冷拉和固溶处理的弹簧丝材:1080℃±10,8h,空冷+700750℃,4h,空冷。

    Nimonic90品种规格与供应状态 供应直径或内切圆直径不大于25mm的冷拉棒材或冷拉六角棒材;厚度不大于4mm的冷轧薄板和厚度不大于0.8mm的冷轧带材;直径不大于8mm的弹簧用冷拉丝材。冷拉棒材的供应状态按用途分为:镦锻用棒以冷拉磨光状态交货(当需方需求以固溶状态交货时,应在合同中注明);机加工用棒材经固溶并除氧化皮状态交货。冷轧薄板和带材(软态)经软化处理、碱酸洗、切边后交货;冷轧薄板和带材(硬态)以冷轧、切边后交货。弹簧用丝材以冷拉状态或冷拉后固溶处理状态交货。

    Nimonic90熔炼与铸造工艺 合金采用下列四种工艺之一进行熔炼:(1)感应熔炼加电渣重熔;(2)真空感应熔炼加电渣重熔;(3)真空感应熔炼加真空电弧重熔;(4)真空感应熔炼。

    Nimonic90应用概况与特殊要求 该合金在发动机上用作高温弹簧元件、高温紧固件、燃烧室

    卡圈、止动销等零部件。在国外还用作涡轮工作叶片、涡轮盘等零部件。

    二、Nimonic90物理及化学性能    

    Nimonic90热性能                  2-1[1]

    θ/

    600

    700

    800

    λ/(W/(m·℃))

    21.76

    23.93

    25.57

    Nimonic90熔化温度范围  熔点1400[1]。

    Nimonic90热导率  见表2-1。

    Nimonic90线膨胀系数 见表2-2。

    θ/

    20100

    20200

    20300

    20400

    20500

    20600

    20700

    20800

    20900

    α1/10-6-1

    12.71

    13.09

    13.51

    14.04

    14.52

    15.03

    15.58

    16.36

    17.38

    Nimonic90密度  ρ=8.20g/cm3。

    Nimonic90电性能

    Nimonic90磁性能 合金无磁性。

    Nimonic90化学性能 合金在1040℃以下具有良好的抗氧化性和耐腐蚀性能;在1040℃以上时易产生晶间氧化。

    Nimonic90力学性能

    Nimonic90技术标准规定的性能

    Nimonic90冷拉棒材技术标准规定的性能见表3-1。

    技术标准

    θ/

    拉伸性能

    持久性能

    σb/MPa

    σP0.2/MPa

    δ5/%

    σ/MPa

    t/h

    不小于

    WS9 7016-1996

    650

    820

    590

    8

    -

    -

    870

    -

    -

    -

    140

    30

    注:固溶状态供应的棒材,力学性能试样只进行时效处理。

    Nimonic90冷轧薄板和带材(软态)技术标准规定的性能见表3-2。

    技术标准

    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

    WS9 7087-1996

    室温

    0.250.35

    1080

    695

    15

    280

    -

    -

    >0.350.45

    1080

    695

    20

    >0.45

    1080

    695

    25

    870

    所有

    -

    -

    -

    -

    140

    30

    注:持久试验的试样热处理制度:供应状态+1080℃±10,8h,空冷+700℃±10,16h,空冷。

    Nimonic90冷轧薄板和带材(硬态)技术标准规定的性能见表3-3。

    技术标准

    θ/

    拉伸性能

    σb/MPa

    σP0.2/MPa

    WS9 7086-1996

    室温

    13901620

    1030

    Nimonic90弹簧用丝材技术标准规定的性能见表3-4。

    技术标准

    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

    WS9 7014-1996

    室温

    1.0

    1540

    -

    -

    -

    -

    >1.05.0

    1390

    1160

    -

    >5.08.0

    1310

    1000

    10

     

    续表3-4

     

    技术标准

    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

    WS9 7014-1996

    870

    坯料

    -

    -

    -

    140

    30

    WS9 7015.1-1996

    室温

    >0.440.99

    1080

    -

    15

    -

    -

    >0.998.0

    1080

    -

    15

    -

    -

    870

    坯料

    -

    -

    -

    140

    30

    注:进行持久试验的坯料热处理制度:1080℃±10,8h,空冷+700℃±10,16h,空冷。

    Nimonic90生产检验数据

    Nimonic90冷拉棒材650℃拉伸性能的统计处理结果见表3-5。

    技术标准

    冶炼工艺

    650℃拉伸性能

    σb/MPa

    σP0.2/MPa

    δ50mm/%

     

    WS9 7016-1996

    真空感应加电渣

    975

    670

    24

    3.1.5.2 Nimonic90弹簧用丝材室温拉伸性能的统计处理结果见表3-6。

    技术标准

    冶炼工艺

    丝材直径/mm

    室温拉伸性能

    σb/MPa

    σP0.2/MPa

    δ50mm/%

     

    WS9 7014-1996

    真空感应熔炼

    1.0

    1800

    -

    -

    >1.05.0

    1515

    1260

    -

    WS9 7015.1-1996

    >0.998.0

    1180

    690

    27

    Nimonic90室温及各种温度下的力学性能

    Nimonic90拉伸性能

    Nimonic90冷拉棒材经标准热处理后,在各种温度下的拉伸性能平均值见表3-7。

    冶炼工艺

    θ/

    σb/MPa

    σP0.2/MPa

    δ5/%

    φ/%

    冶炼工艺

    θ/

    σb/MPa

    σP0.2/MPa

    δ5/%

    φ/%

    真空感应熔炼加电渣重熔

    20

    1195

    770

    31.6

    41.4

    真空感应熔炼加电渣重熔

    800

    665

    590

    19.2

    27.5

    700

    925

    685

    16.2

    20.5

    850

    560

    520

    24.3

    42.1

    750

    835

    665

    18.4

    24.1

    900

    380

    375

    31.6

    57.9

    Nimonic90冲击性能 

    冶炼工艺

    真空感应熔炼加电渣重熔

    θ/

    20

    650

    700

    750

    800

    850

    900

    冲击值AK/J

    90

    103

    93

    91

    95

    88

    96

    Nimonic90冷拉棒材经标准热处理后,在各种温度下的冲击性能平均值见表3-8。

    Nimonic90持久和蠕变性能

    Nimonic90高温持久性能

    Nimonic90棒材经标准热处理后,在各种温度下的持久强度见表3-9;光滑和缺口持久性能见表3-10。

    3-9[1]

    θ/

    700

    750

    800

    850

    900

    950

    1000

    θ/

    700

    750

    800

    850

    900

    950

    1000

    σ100/MPa

    425

    293

    216

    147

    88

    46

    26

    σ300/MPa

    386

    275

    204

    124

    71

    40

    19

    3-10[2]

    冶炼工艺

    θ/

    σ/MPa

    光滑持久

    缺口持久

    t/h

    δ/%

    φ/%

    t/h

     

     

    真空感应熔炼加电渣重熔

    700

    420

    1425

    12.3

    15.8

    5150

    800

    215

    513

    17

    28

    2098

     

    续表3-10[2]

    冶炼工艺

    θ/

    σ/MPa

    光滑持久

    缺口持久

    t/h

    δ/%

    φ/%

    t/h

     

     

    真空感应熔炼加电渣重熔

    870

    105

    419

    30.6

    37

    1500

    Nimonic90高温蠕变性能

    Nimonic90棒材经标准热处理后,在各种温度下的蠕变强度见表3-11;蠕变性能见表3-12。

    3-11[1]

    θ/

    σ0.1/100

    σ0.2/100

    σ0.5/100

    σ1/100

    σ0.1/300

    σ0.2/300

    σ0.5/300

    σ1/300

    MPa

    700

    378

    402

    414

    420

    340

    363

    374

    380

    750

    252

    273

    281

    289

    247

    258

    263

    270

    800

    193

    204

    208

    212

    170

    181

    190

    201

    850

    -

    -

    -

    142

    -

    -

    -

    -

    900

    -

    -

    -

    66

    -

    -

    -

    -

    950

    -

    -

    -

    31

    -

    -

    -

    -

    3-12[2]

    冶炼工艺

    θ/

    t/h

    σ/MPa

    εt

    εP

     

    真空感应熔炼加电渣重熔

    700

    100

    392

    0.3629

    0.1673

    800

    100

    196

    0.2650

    0.1328

     

    θ/

    20

    700

    800

    850

    900

    σ-1(107)/MPa

    432

    463

    340

    286

    201

    σ-1(108)/MPa

    -

    -

    -

    -

    153

    Nimonic90疲劳性能

    Nimonic90高周疲劳

    Nimonic90棒材经标准热处理后不同温度下的弯曲疲劳强度见表3-13。

    Nimonic90棒材经标准热处理后不同温     3-14[1]

    θ/

    20

    750

    σ-1(107)/MPa

    331

    290

    σ-1(108)/MPa

    289

    250

    度下的拉压疲劳强度见表3-14。

    Nimonic90弹性性能

    Nimonic90弹性模量 见表3-15。

    3-15[2]

    θ/

    20

    100

    200

    300

    400

    500

    600

    700

    800

    E/GPa

    225

    219

    213

    207

    199

    192

    184

    175

    168

    四、Nimonic90组织结构

    Nimonic90相变温度 

    Nimonic90时间-温度-组织转变曲线

    Nimonic90合金组织结构 合金的主要强化相是γ′-Ni3(Al、Ti),在晶内以大小不同的方形颗粒状析出,在晶界上也可见到这种形状的γ′相。碳化物在晶界上呈不连续的链状析出[2]。

    五、Nimonic90工艺性能与要求

    Nimonic90成形性能 合金在锻造时易产生内裂,不允许重锤打击,不允许低温倒棱。钢锭装炉温度不高于700℃,最终加热温度1150℃±10℃,开锻温度不低于1060℃,终锻温度不低于950℃。轧制加热温度1160℃,终轧温度不低于950℃。冷拔材在最终中间退火后应进行8%12%的冷变形。

    Nimonic90焊接性能 合金在固溶状态可进行惰性气体?;の偌缁『讣吧凉舛院?。

    Nimonic90零件热处理工艺 零件的热处理工艺按相应的材料技术标准的热处理制度进行。

    Nimonic90表面处理工艺

     Nimonic90切削加工与磨削性能 Nimonic90在固溶处理状态有良好的机械加工性能,在时效处理后使用坚硬刀具按规定进刀量慢速加工。

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