一、概述
GH93是含有較高的鈷和鉻的沉淀硬化鎳基合金,具有較高的強度和較好的組織穩定性,在815℃以下使用,綜合性能良好。用于航空發(fā)動(dòng)機的渦輪葉片,小型發(fā)動(dòng)機渦輪盤(pán)和緊固件。該合金熱加工塑性良好,可以供應板材、棒材和鍛件。
1.1 GH93材料牌號 GP093。
1.2 GH93相近牌號 Nimonic93(英國),NCK2OTA(法國)。
1.3 GH93材料的技術(shù)標準
C3S 163-1985《GH93合金熱軋和鍛制棒材》(長(cháng)城鋼廠(chǎng)三分廠(chǎng))
C3S 164-1985《GH93合金冷軋薄板》(長(cháng)城鋼廠(chǎng)三分廠(chǎng))
1.4 GH93化學(xué)成分 見(jiàn)表1-1。
注:B按計算量加入,允許加入微量的Ce、Zr、Mg元素。
1.5 GH93熱處理制度 1050~1080℃,8h,空冷+710℃±10℃,16h,空冷。
1.6 GH93品種規格與供應狀態(tài) 可以供應d20~22mm熱軋棒材,δ0.4~4mm板材,d120mm以下鍛材和鍛件,板材為固溶狀態(tài)交貨,其它品種均為鍛態(tài)和軋制狀態(tài)交貨。
1.7 GH93熔煉與鑄造工藝 真空感應熔煉+真空電弧或電渣重熔工藝。
1.8 GH93應用概況與特殊要求 該合金制造的航空發(fā)動(dòng)機零部件,在英國及法國有所采用,國內用其制造自由渦輪、墊片、墊圈、鎖片等。
二、GH93物理及化學(xué)性能
2.1 GH93熱性能
2.1.1 GH93熔化溫度范圍 1360~1390℃。
2.1.2 GH93熱導率 見(jiàn)表2-1。
2.1.3 GH93比熱容 見(jiàn)表2-2。
2.1.4 GH93線(xiàn)膨脹系數 見(jiàn)表2-3。
2.2 GH93密度 ρ=8.19g/cm3。
2.3 GH93電性能
2.4 GH93磁性能 合金無(wú)磁性。
2.5 GH93化學(xué)性能
2.5.1 GH93抗氧化性能 在空氣介質(zhì)中試驗100h后的氧化速率見(jiàn)表2-4。
2.5.2 GH93耐腐蝕性能 合金具有良好的耐熱腐蝕能力。
注:試驗方法按YB48-1964。
三、GH93力學(xué)性能
3.1 GH93技術(shù)標準規定的性能 見(jiàn)表3-1。
3.1.1 GH93室溫拉伸性能生產(chǎn)檢驗數據統計處理結果見(jiàn)表3-2。
注:長(cháng)城鋼廠(chǎng)三分廠(chǎng)數據。
四、GH93組織結構
4.1 GH93相變溫度 γ′相開(kāi)始溶解溫度為950℃。
4.2 GH93時(shí)間-溫度-組織轉變曲線(xiàn)
4.3 GH93合金組織結構 在奧氏體基體上析出γ′相,M23C6型碳化物呈鏈狀分布在晶界,MC型碳化物主要以顆粒狀分布于晶內,未發(fā)現M7C3型碳化物。
五、GH93工藝性能與要求
5.1 GH93成形性能 該合金熱加工塑性良好,在1050~1150℃溫度范圍內,允許鐓粗變形量為80%而不開(kāi)裂。鍛造開(kāi)坯加熱溫度1130~1150℃,終鍛溫度不低于950℃,軋制加熱溫度1150~1170℃,終軋溫度不低于1000℃。
5.2 GH93焊接性能 板材可采用氬弧焊聯(lián)接,固溶狀態(tài)焊接性尚好,焊后應消除應力并進(jìn)行時(shí)效處理。
5.3 GH93零件熱處理工藝 渦輪盤(pán)坯料可以先經(jīng)固溶處理,機加工后在氬氣保護下進(jìn)行時(shí)效處理,也可以用餅坯經(jīng)完全熱處理后進(jìn)行機加工。坯料單層平放在熱處理加熱爐均溫區緩慢升溫,冷卻時(shí)出爐后分散冷卻。
5.4 GH93表面處理工藝 渦輪盤(pán)榫槽部分可以采用電拋光或噴丸處理。
5.5 GH93切削加工與磨削性能 該合金在固溶狀態(tài)切削性能優(yōu)于時(shí)效狀態(tài)。