1. 概述

GH93是一種含有較高鈷和鉻含量的沉淀硬化鎳基合金，具備卓越的強(qiáng)度和優(yōu)異的組織穩(wěn)定性，適用于815℃以下的工作環(huán)境，綜合性能出色。該合金主要用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片、小型發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤和緊固件。此外，GH93合金在熱加工方面表現(xiàn)出良好的塑性，可提供板材、棒材和鍛件等多種供應(yīng)形式。

1.1 材料牌號

GH93合金

1.2 相似牌號

Nimonic 93（英國）、NCK2OTA（法國）

1.3 材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

GH93合金的制造符合以下技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：

C3S 163—1985 《GH93合金熱軋和鍛制棒材》（長城鋼廠三分廠）

C3S 164—1985 《GH93合金冷軋薄板》（長城鋼廠三分廠）

1.4 化學(xué)成分

以下為GH93合金的化學(xué)成分（單位：%）：

C ≤ 0.13

Cr 18.00～21.00

Ni 余

Co 15.00～21.00

Al 1.00～2.00

Ti 2.00～3.00

Fe ≤ 1.00

B ≤ 0.02

Mn ≤ 1.00

Si ≤ 1.00

P ≤ 0.015

S ≤ 0.015

Cu ≤ 0.20

Pb ≤ 0.0025

備注：B按計(jì)算量加入，可微量加入Ce、Zr、Mg等元素。

1.5 熱處理制度

熱處理制度如下：

固溶處理：1050～1080℃，保溫8小時(shí)，然后空冷

時(shí)效處理：710℃±10℃，保溫16小時(shí)，然后空冷

1.6 品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)

GH93合金可提供以下品種規(guī)格：

熱軋棒材：直徑d20～22mm

板材：厚度0.4～4mm

鍛件：直徑d120mm以下

其中，板材交貨狀態(tài)為固溶狀態(tài)，其他品種交貨狀態(tài)為鍛態(tài)或軋制狀態(tài)。

1.7 熔煉與鑄造工藝

GH93合金的制造采用真空感應(yīng)熔煉，隨后結(jié)合真空電弧或電渣重熔工藝。

1.8 應(yīng)用概況與特殊要求

GH93合金制造的航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件在英國和法國得到應(yīng)用。在國內(nèi)，該合金用于制造自由渦輪、墊片、墊圈、鎖片等零部件。

2. 物理及化學(xué)性能

2.1 熱性能

熔化溫度范圍：1360～1390℃

密度：8.19g/cm3

電性能及磁性能：合金無磁性

3. 組織結(jié)構(gòu)

3.1 相變溫度

Y相開始溶解溫度為950℃。

3.2 時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線

3.3 合金組織結(jié)構(gòu)

GH93合金在奧氏體基體上析出Y相，MzC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(nèi)，未發(fā)現(xiàn)M、C型碳化物。

4. 工藝性能與要求

4.1 成形性能

GH93合金在熱加工方面塑性良好，在1050～1150℃溫度范圍內(nèi)，允許進(jìn)行鐓粗變形，變形量可達(dá)80%，而不會出現(xiàn)裂紋。鍛造開坯的加熱溫度為1130～1150℃，終鍛溫度不低于950℃；軋制加熱溫度為1150～1170℃，終軋溫度不低于1000℃。

4.2 焊接性能

板材可采用氬弧焊聯(lián)接，固溶狀態(tài)下的焊接性能良好。焊接后應(yīng)消除應(yīng)力并進(jìn)行時(shí)效處理。

4.3 零件熱處理工藝

對于渦輪盤坯料，可以先進(jìn)行固溶處理，然后在機(jī)加工后在氫氣保護(hù)下進(jìn)行時(shí)效處理；也可以使用經(jīng)過完全熱處理的餅坯進(jìn)行機(jī)加工。在熱處理加熱爐中，坯料單層平放于均溫區(qū)進(jìn)行緩慢升溫，冷卻時(shí)采用分散冷卻方式。

4.4 表面處理工藝

渦輪盤的榫槽部分可以采用電拋光或噴丸處理。

4.5 切削加工及磨削性能

在固溶狀態(tài)下，GH93合金的切削性能優(yōu)于時(shí)效狀態(tài)。

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