Nimonic80A 元素標準

Nimonic80A冷軋板Nimonic80A適用渦輪片

Nimonic80A板材及薄板：
寬度:2米以內(nèi)
供貨狀態(tài)：熱軋或冷軋，退火態(tài)，經(jīng)酸洗處理
Nimonic80A圓板和圓環(huán)：
供貨狀態(tài)：熱軋或鍛材，退火態(tài)，經(jīng)酸洗或機加工車光。
Nimonic80A線材或絲材：
規(guī)格：0.1-12.7mm，盤卷或直條
供貨狀態(tài)：光亮拉絲,1/4硬化至硬化，光亮退火態(tài)
Nimonic80A棒材：
供貨狀態(tài)：鍛材、軋材、冷拔料，退火態(tài)，經(jīng)酸洗、機加工或打磨。
Nimonic80A鍛件：
供貨狀態(tài)：按要求提供不規(guī)則形狀的鍛件。
Nimonic80A帶材：
寬度:650mm以內(nèi)，常備有100mm，150mm，200mm，250mm，300mm，350mm
供貨狀態(tài)：0.01-3.0mm冷軋，退火態(tài)，經(jīng)酸洗或光亮退火。
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Nimonic80A

鎳基變形高溫合金
英國牌號：Nimonic80A
中國牌號：GH80A
一、Nimonic80A概述
Nimonic80A是以鎳-鉻為基體，添加鋁、鈦形成γ′相彌散強化的高溫合金，除鋁含量略高外，與GH4033相近，使用溫度700～800℃，在650～850℃具有良好的抗蠕變性能和性能。該合金冷、熱加工性能良好，主要供應熱軋棒材、冷拉棒材、熱軋板材、冷軋板材、帶材以及環(huán)形件等，用于制造發(fā)動機轉(zhuǎn)子葉片、導向葉片支座、螺栓、葉片鎖板等零件。
1.1 Nimonic80A材料牌號 Nimonic80A。
1.2 Nimonic80A相近牌號 GH80A(中國)。
1.3 Nimonic80A材料的技術(shù)標準
1.4 Nimonic80A化學成分 見表1-1。
表1-1 %


C
Cr

Ni

Al

Ti

0.04～0.10

18.0～21.0

余

1.00～1.80

1.8～2.7

Co

Fe

B

Mn

Si

P

S

Ag

Bi

Cu

Pb

不大于

2.0

1.50

0.008

0.40

0.80

0.020

0.015

0.0005

0.0001

0.20

0.002

注：B按計算量加入，允許加入微量的Ce、Zr、Mg元素。
1.5 Nimonic80A熱處理制度 葉片用棒材為：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：供應狀態(tài)＋750℃±10℃，4h，空冷。
表1-2

材料類型

固溶處理制度

時效制度

熱加工用熱軋（或鍛制）棒材

1080℃±10℃，8h，空冷

700℃±5℃,16h,空冷或750℃±5℃,4h,空冷

熱加工用熱軋
（或鍛制）棒材

按制度①或②進行
①1080℃±10℃,保溫時間按表1-3規(guī)定，油冷或水冷或空冷。（正常情況，d≥40mm，油冷）
②1080℃±10℃,保溫時間按表1-3規(guī)定，空冷+1080℃±10℃，保溫30min，水冷

冷拉棒材

1080℃±10℃,保溫時間按表1-4規(guī)定，水冷或空冷。

表1-3

直徑mm
保溫時間h

直徑mm

保溫時間h

≤3

1

6～12.5

4

3～6

2

12.5

8

1.6 Nimonic80A品種規(guī)格與供應狀態(tài) 供應直徑d20～55mm的葉片用熱軋棒材、直徑不大于300mm的熱軋或鍛制棒材。冷拉棒材供應直徑8～45mm圓棒及內(nèi)切圓直徑d8～36mm的六角形棒材。供應外徑1000mm、內(nèi)徑900mm、高度130mm的軋制形件。供應厚度不大于9.5mm的熱軋板材、厚度不大于4.0mm的冷軋薄板材，厚度不大于0.8mm的冷軋帶材。葉片用熱軋棒材不經(jīng)熱處理供應，其表面應全部磨光或車光。機加工用熱軋棒材經(jīng)固溶處理并除氧化皮狀態(tài)供應。鐓鍛用冷拉棒材以冷拉并磨光狀態(tài)供應，機加工用冷拉棒材以冷拉經(jīng)固溶處理并除氧化皮狀態(tài)供應，熱加工用棒材以制造狀態(tài)并除氧化皮供應（對鍛造廠用棒材應車光后供應，其表面粗糙度應不小于3.2μm）。軋制環(huán)形件以固溶處理和粗加工狀態(tài)供應。熱軋板材、冷軋板材和帶材經(jīng)軟化處理、堿酸洗、切邊和平整或矯直后供應。
1.7 Nimonic80A熔煉與鑄造工藝 葉片用棒材和板材采用真空感應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熔煉加電渣重熔，或真空感應熔煉加真空電弧重熔，或真空感應熔煉加電渣重熔工藝。
1.8 Nimonic80A應用概況與特殊要求 該合金主要用作發(fā)動機轉(zhuǎn)子葉片、導向葉片支座、扇形件安裝環(huán)、螺栓、葉片鎖板等零件。
二、Nimonic80A物理及化學性能
2.1 Nimonic80A熱性能
2.1.1 Nimonic80A熔化溫度范圍 熔點1405℃[1]。
2.1.2 Nimonic80A熱導率 見表2-1。
表2-1[1]

θ℃
100

200

300

400

500

600

700

800

900

λ(W(m·℃))

12.11

13.83

15.48

16.75

18.39

20.93

23.48

25.57

27.66

2.1.3 Nimonic80A線膨脹系數(shù) 見表2-2。
2.2 Nimonic80A密度 ρ=8.15gcm3[2]。
表2-2[2]

θ℃
16～100

16～200

16～300

16～400

16～500

16～600

16～700

α10-6℃-1

12.18

12.86

13.69

14.08

14.50

14.94

15.36

2.3 Nimonic80A電性能 室溫ρ=1.23×10-6Ω.m[1]。
2.4 Nimonic80A磁性能 無磁性。
2.5 Nimonic80A化學性能
2.5.1 Nimonic80A性能 在空氣介質(zhì)中試驗100h的氧化速率見表2-3。
表2-3[3]

θ℃
700

750

800

氧化速率(g(m2·h))

0.037

0.041

0.047

三、Nimonic80A力學性能
Nimonic80A渦輪葉片用棒材規(guī)定性能見表3-1。
表3-1

技術(shù)標準
試樣串聯(lián)對數(shù)

持久性能

θ℃

σMPa

斷裂時間h

單個值

平均值

范圍值(Rmax)=(F)·()

WS9-7009-1996

3

750

340

≥23

≥32

≤0.6×實際平均值

四、Nimonic80A組織結(jié)構(gòu)
4.1 Nimonic80A相變溫度
4.2 Nimonic80A時間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線
4.3 Nimonic80A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，并在較低溫度下轉(zhuǎn)變?yōu)镸23C6。M23C6在750～1000℃析出，也能獨立成核，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′相也長大成球形質(zhì)點[4]。
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 渦輪葉片用毛坯應按規(guī)定的工序要求噴涂防護潤滑劑，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，開鍛溫度1090℃，停鍛溫度950℃，在臥鍛機上頂鍛，鍛前用二化鉬潤滑模膛。零件毛坯鍛造中間工序應進行固溶處理，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潤滑劑，烘干后入爐加熱。零件毛坯再按上述規(guī)定進行裝爐、加熱、保溫，并在曲柄壓力機上進行終鍛，鍛前用二化鉬潤滑模膛。
5.2 Nimonic80A焊接性能 合金可以進行自動對接氬弧焊和縫焊。
5.2.1 Nimonic80A不加焊絲的自動鎢極氬弧焊（對接）規(guī)范見表5-1。
表5-1[2]

厚度mm
焊前狀態(tài)

電流A

電壓V

焊速(mmin)

墊板

氣體流量(Lmin)

背面氣體流量(Lmin)

鎢極直徑mm

焊嘴直徑mm

槽寬

槽深

1.2

軟態(tài)

55

10～12

0.21

4.57

1.5

10～15

5～6

2～4

10～14

注：焊前用砂布打磨試樣并用清洗，厚度不大于1.2mm板材不加充焊絲，一次焊接成形。
5.2.2 Nimonic80A縫焊規(guī)范見表5-2。
表5-1[2]

厚度mm
焊前狀態(tài)

滾盤寬mm

功率級

電壓V

脈沖格

休止格

熱量格

焊接速度(mmin)

電極壓力N

上

下

1.2

軟態(tài)

5.5

6.5

3

390

15

15

5～8

0.15

8728

5.2.3 Nimonic80A焊接接頭的力學性能見表5-3。
表5-3[2]

焊接方法
接頭方式

厚度mm

焊前狀態(tài)

焊后狀態(tài)

接頭強度

強度系數(shù)%

θ℃

σbMPa

自動氬弧焊

對接

1.2

軟態(tài)

1080℃±10℃,8h,空冷＋750℃±5℃,4h,空冷

20

1138～1236

100

縫焊

搭接

1.2

軟態(tài)

20

950～1080

85

注：本表數(shù)據(jù)時兩批板材，每批2個試樣的拉伸試驗數(shù)據(jù)處理結(jié)果。
5.3 Nimonic80A零件熱處理工藝 零件的熱處理工藝按相應的材料技術(shù)標準的熱處理制度進行。對于板材、帶材的沖壓成形件，在每成形一次后需進行中間真空退火，1060℃±10℃,10min,氬氣風扇冷卻，零件的終熱處理是在真空爐中進行時效處理，750℃±10℃,4h,氬氣風扇冷卻。對于葉片在固溶后（時效前）制造過程中產(chǎn)生的局部加工硬化應按規(guī)定的要求進行氬氣或氫氣保護表面退火，退火溫度1070～1090℃。
5.4 Nimonic80A表面處理工藝
5.5 Nimonic80A切削加工與磨削性能 Nimonic80A具有良好的機加工性能，*熱處理狀態(tài)具有好的機加工性能。

表1-4

直徑或較小截面尺寸mm
保溫時間min

直徑或較小截面尺寸mm

保溫時間min

≤15

15～30

15～25

30～45

一、蒙乃爾： Monel400、NO4400、Alloy400；NO5500、MonelK500 
二、英科乃爾： UNS N06600、Inconel600、Alloy600；UNS N06601、Inconel601、Alloy601；UNS N06625、Inconel625、Alloy625；Inconel690；Incondl718；InconelX-750 
三 、Carpenter20合金： Alloy20cb-3、UNS NO8020
四、因科洛伊：UNS S66286/Incoloy A-286、UNS NO8800、Incoloy800、Alloy800，UNS NO8810、Incoloy800H、Alloy800H/800H，UNS NO8825、Incoloy825、Alloy825、Incoloy926/NO8926/1.4529,Alloy31 UNS NO8031 1.4562 、UNS NO7080/Nimonic80A/GH80A、Incoloy901 UNS N09901/Din 1.4898 
五、哈氏合金： Hastelloy C-276、C-22、C-4、Hastelloy B、B-2、B-3、Hastelloy X、G、G2、G3、Hastelloy G30
六、固溶強化性鐵鎳基合金： NS111、NS112、NS113、NS131、NS141、NS142、NS143 
七、固溶強化型鎳基合金： NS311、NS312、NS313、NS314、NS315、NS321、NS322、NS331、NS332、NS333、NS334、 NS335、NS336、NS341
八、時效強化型鎳基合金： NS411 
九、固溶強化型鐵基合金： GH1015、GH1035、GH1040、GH1131、GH1140 
十、時效硬化性鐵基合金： GH2018、GH2036、GH2038、GH2130、GH2132、GH2135、GH2136、GH2302 
十一、固溶強化型鎳基合金： GH3030、GH3039、GH3044、GH3028 
十二、時效硬化型鎳基合金： GH4033、GH4037、GH4043、GH4049、GH4133、GH4145、GH4133B、GH4169 
十三、奧氏體不銹鋼: UNS N08904/904L/1.4539、Nitronic60/UNS S21800、nitronic50/XM-19/UNS S20910、316Ti、316N、316LN、316LMod、317L、317LN、310S、1Cr25Ni20Si2、1Cr20Ni14Si2、2Cr25Ni20、1Cr18Ni9Ti、4Cr14Ni14WZMo、0Cr15Ni25Ti2MoAIVB、0Cr25Ni20、1Cr18Ni9、1Cr18Ni12MO2Ti  253ma/s30815/f44/1.4835
十四、雙相不銹鋼： UNS S31803/F51/1.4462/2205、UNS S32750/F53/2507、S32760/F55、254o/S31254/F44/1.4547、329J1/S32900/1.4460、SAF2506、S32550/F61 
十五、沉淀硬化不銹鋼 UNS S17400/17－4PH/SUS630/0Cr17NiCu4Nb、UNS S17700/17-7PH/SUS631/0Cr17Ni7Al、UNS S15700/PH15-7Mo/SUS632/0Cr15Ni7Mo2Al、UNS S15500/15-5PH/0Cr15Ni5Cu3Nb 
十六、其它：鈷合金C300/C250 4J29 Kovar29 UNS K94610、4J36 Invar36 UNS K93600、1J50、1J79、1J85、4J28、4J34，4J46，4J32，4J33、4J42等SUS431/1Cr17Ni2、SUH660                                            
高電阻電熱合金絲材：Cr20Ni35、OCr215、Ocr21A16Nb、Ocr27A17Mo2、Cr30Ni70, Cr20Ni80,Cr20Ni40,Cr15Ni60                                                             
  軋棒或鍛棒￠11-￠200m/m 餅材￠100-￠1000m/m高度另議 冷拉棒￠11-￠36m/m 鍛件￠1000m/m以下的常規(guī)產(chǎn)品，大規(guī)模另議 絲材￠0.1m/m-￠9m/m 鋼帶￠0.12-3.0m/m*￠75-250m/m

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