一、GH90概述
GH90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、良好的抗氧化性 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)動機渦輪 盤、葉片、高溫緊固件、卡箍、密封圈及彈性元件等。 1.1 GH90材料牌號 GH90。 1.2 GH90相近牌號 Nimonic90(英國)。 1.3 GH90材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) WS9 7014-1996《GH90合金彈簧用冷拉絲材》 WS9 7015.1-1996《GH90合金冷拉和固溶處理的彈簧絲材》 WS9 7015.2-1996《GH90合金冷拉和固溶處理的彈簧扁絲》 WS9 7016-1996《GH90合金冷拉棒材》 WS9 7086-1996《GH90合金冷軋薄板和帶材(硬態(tài))》 WS9 7087-1996《GH90合金冷軋薄板和帶材(軟態(tài))》 1.4 GH90化學(xué)成分 見表1-1。 表1-1%
注:絲材規(guī)定ω(pb)≤0.0010%。 1.5 GH90熱處理制度 1.5.1 GH90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
1.5.2 GH90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。 1.5.3 GH90薄板和帶材(硬態(tài)):700~725℃,4h,空冷。 1.5.4 GH90彈簧用冷拉絲材:600℃±10℃,16h,空冷或650℃±10℃,4h,空冷。 1.5.5 GH90冷拉和固溶處理的彈簧絲材:1080℃±10℃,8h,空冷+700~750℃,4h,空冷。 1.6 GH90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。 1.7 GH90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。 1.8 GH90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、渦輪盤等零部件。 二、GH90物理及化學(xué)性能 2.1 GH90熱性能 2.1.1 GH90熔化溫度范圍 熔點1400℃[1]。 2.1.2 GH90熱導(dǎo)率 見表2-1。 表2-1[1]
2.1.3 GH90線膨脹系數(shù) 見表2-2。 表2-2[2]
2.2 GH90密度 ρ=8.20g/cm3。 2.3 GH90電性能 2.4 GH90磁性能 合金無磁性。 2.5 GH90化學(xué)性能 合金在1040℃以下具有良好的抗氧化性和耐腐蝕性能;在1040℃以上時易產(chǎn)生晶間氧化。 三、GH90力學(xué)性能 3.1 GH90技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能 3.1.1 GH90冷拉棒材技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)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(xué)性能試樣只進行時效處理。 3.1.2 GH90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。 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。 3.1.3 GH90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。 表3-3
3.1.4 GH90彈簧用絲材技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)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。 3.1.5 GH90生產(chǎn)檢驗數(shù)據(jù) 3.1.5.1 GH90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
3.1.5.2 GH90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、GH90組織結(jié)構(gòu) 4.1 GH90相變溫度 4.2 GH90時間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線 4.3 GH90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、GH90工藝性能與要求 5.1 GH90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℃,最終加熱溫度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℃。冷拔材在最終中間退火后應(yīng)進行8%~12%的冷變 形。 5.2 GH90焊接性能 合金在固溶狀態(tài)可進行惰性氣體保護鎢極電弧焊及閃光對焊。 5.3 GH90零件熱處理工藝 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。 5.4 GH90表面處理工藝 5.5 GH90切削加工與磨削性能 GH90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。 |