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Nimonic 80A 高溫合金

一、Nimonic80A材料簡(jiǎn)介


    Nimonic 80A是英國(guó)牌號(hào)，對(duì)應(yīng)中國(guó)牌號(hào)GH80A，是一種具有優(yōu)異高溫性能和抗腐蝕性能的鎳基合金。主要有Ni與Cr為主要成分組成，添加鋁、鈦形成γ′相彌散強(qiáng)化的高溫合金，除鋁含量略高外，其他與GH4033相近，使用溫度700～800℃，在650～850℃具有良好的抗蠕變性能和抗氧化性能。該合金冷、熱加工性能良好，主要供應(yīng)熱軋棒材、冷拉棒材、熱軋板材、冷軋板材、帶材以及環(huán)形件等。


二、Nimonic80A執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)


    WS9-7009-1996《GH80A合金渦輪葉片用熱軋棒材》


    WS9-7011-1996《GH80A合金熱軋、鍛制及冷拉棒材》


    WS9-7012環(huán)件-1996《GH80A合金軋制環(huán)形件》


    WS9-7095-1996《GH80A合金熱軋板材、冷軋薄板和帶材》


三、Nimonic80A化學(xué)成分

    按照國(guó)標(biāo)、美標(biāo)、英標(biāo)執(zhí)行


四、Nimonic80A物理性能

     Nimonic80A密度 ρ=8.15g/cm3

     Nimonic80A熔點(diǎn) 1405℃

     Nimonic80A電性能 室溫ρ=1.23×10-6Ω.m

     Nimonic80A磁性能 無(wú)磁性。

     Nimonic80A抗氧化性能 在空氣介質(zhì)中試驗(yàn)100h的氧化速率：

     700 θ/℃-0.037g/(m2·h)；750 θ/℃-0.041g/(m2·h) ；800 θ/℃-0.047g/(m2·h)；


4.1 GH80A相變溫度                                       


4.2 GH80A時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線


4.3 GH80A合金組織結(jié)構(gòu) 葉片毛坯按不同熱處理規(guī)范處理的組織特征：1080℃±10℃,8h,空冷處理：在1080℃時(shí)基體中的γ′相和一些M7C3及M23C6型晶界碳化物溶入固溶體。在冷卻過(guò)程中晶界形成M7C3和M23C6型富鉻碳化物。M7C3大約在1000℃以上沉淀出來(lái)，并在較低溫度下轉(zhuǎn)變?yōu)镸23C6。M23C6在750～1000℃析出，也能獨(dú)立成核，生成晶界碳化物。所以在1080℃±10℃,8h,空冷處理后，晶界上呈現(xiàn)出不連續(xù)狀態(tài)的M7C3和M23C6，晶內(nèi)有γ′相和MC。


1080℃±10℃,8h,空冷＋700℃±5℃,16h,空冷處理：合金在固溶組織的基礎(chǔ)上經(jīng)700℃±5℃,16h時(shí)效，晶界上的M7C3繼續(xù)轉(zhuǎn)變?yōu)镸23C6，所以在晶界上沉淀出叫連續(xù)的M23C6，晶內(nèi)的γ′相也長(zhǎng)大成球形質(zhì)點(diǎn)[4]



Nimonic80A熱處理制度：

    葉片棒材為：1080℃±10℃,8h,空冷＋700℃±5℃,16h,空冷。

    熱軋、鍛制及冷拉棒材：按表1-2的規(guī)定進(jìn)行。

    軋制環(huán)件：(1050～1080℃)±10℃，不大于2h，水冷＋750℃±5℃(或+700℃±5℃),4h(或16h),空冷。

    熱軋板材、冷軋薄板和帶材為：供應(yīng)狀態(tài)＋750℃±10℃，4h，空冷。

Nimonic80A熔煉與鑄造工藝 葉片用棒材和板材采用真空感應(yīng)熔煉加電渣重熔工藝。軋制環(huán)形件與熱軋、鍛制及冷拉棒材采用感應(yīng)熔煉加電渣重熔，或真空感應(yīng)熔煉加真空電弧重熔，或真空感應(yīng)熔煉加電渣重熔工藝。


五、Nimonic80A工藝性能與要求


 


5.1 Nimonic80A成形性能 


5.1.1 Nimonic80A鍛造 合金具有良好的鍛造性能。鋼錠加熱溫度1120～1150℃，開(kāi)鍛溫度不低于1000℃。停鍛溫度不低于950℃[2]。


5.1.2 Nimonic80A熱軋板 軋制加熱溫度1120～1150℃，停軋溫度不低于930℃[2]。


5.1.3 Nimonic80A渦輪葉片的鍛造 渦輪葉片用毛坯應(yīng)按規(guī)定的工序要求噴涂防護(hù)潤(rùn)滑劑，待烘干后方可入爐加熱。零件毛坯在電爐中加熱，裝爐溫度800℃±20℃，保溫60min，加熱溫度1090℃±10℃，保溫35min，開(kāi)鍛溫度1090℃，停鍛溫度950℃，在臥鍛機(jī)上頂鍛，鍛前用二硫化鉬潤(rùn)滑模膛。零件毛坯鍛造中間工序應(yīng)進(jìn)行固溶處理，加熱溫度1130℃±10℃，保溫60min，空冷。吹砂后，再按規(guī)定的工序要求噴涂防護(hù)潤(rùn)滑劑，烘干后入爐加熱。零件毛坯再按上述規(guī)定進(jìn)行裝爐、加熱、保溫，并在曲柄壓力機(jī)上進(jìn)行終鍛，鍛前用二硫化鉬潤(rùn)滑模膛。


5.2 Nimonic 80A焊接性能 合金可以進(jìn)行自動(dòng)對(duì)接氬弧焊和縫焊。

注：焊前用砂布打磨試樣并用丙酮清洗，厚度不大于1.2mm板材不加充焊絲，一次焊接成形。


六、Nimonic80A應(yīng)用領(lǐng)域

用于制造發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子葉片、導(dǎo)向葉片支座、螺栓、葉片鎖板等零件。

Nimonic 80A也可以用于核反應(yīng)堆中的高溫部件，如核燃料元件、反應(yīng)堆材料等。


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