GH93鎳基變形高溫合金
中國牌號：GH93
美國牌號：Nimonic93
法國牌號：NCK2OTA

一、GH93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(qiáng)度和較好的組織穩(wěn)定性，在815℃以下使用，綜合性能良好。用于航空發(fā)動機(jī)的渦輪葉片，小型發(fā)動機(jī)渦輪盤和緊固件。該合金熱加工塑性良好，可以供應(yīng)板材、棒材和鍛件。
1.1 GH93材料牌號 GH93。
1.2 GH93相近牌號 Nimonic93(英國),NCK2OTA(法國）。
1.3 GH93材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
1.4 GH93化學(xué)成分 見表1-1。
表1-1 %
C	Cr	Ni	Co	Al	Ti	Fe	B	Mn	Si	P	S	Cu	Pb
≤0.13	18.0～21.0	余量	15.0～21.0	1.0～2.0	2.0～3.0	≤1.00	≤0.02	≤1.00	≤1.00	≤0.015	≤0.015	≤0.20 ≤0.0025
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(guī)格與供應(yīng)狀態(tài) 可以供應(yīng)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(yīng)熔煉＋真空電弧或電渣重熔工藝。
1.8 GH93應(yīng)用概況與特殊要求 該合金制造的航空發(fā)動機(jī)零部件，在英國及法國有所采用，國內(nèi)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(dǎo)率 見表2-1。
表2-1[1]
θ/℃	20	100	200	300	400	500	600	700	800	900	1000
λ/(W/(m·℃))	11.47	12.77	14.44	15.99	17.54	18.97	20.64	22.32	23.99	25.83	27.88
2.1.3 GH93比熱容 見表2-2。
表2-2[1]
θ/℃	20	100	200	300	400	500	600	700	800	900	1000
c/(J/(kg.℃))	446	467	494	520	547	572	600	626	652	679	706
2.1.4 GH93線膨脹系數(shù) 見表2-3。
表2-3[2]
θ/℃	16～100	16～200	16～300	16～400	16～500	16～600	16～700
α/10-6℃-1	11.91	12.97	13.52	14.10	14.49	14.99	15.61
2.2 GH93密度 ρ=8.19g/cm3。
2.3 GH93電性能 
2.4 GH93磁性能 合金無磁性。
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。
表2-4[2]
θ/℃	700	800	900
氧化速率/(g/(m2·h))	0.0398	0.0236	0.1435
注：試驗方法按YB48-1964。



三、GH93力學(xué)性能
3.1 GH93技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能 見表3-1。
3.1.1 GH93室溫拉伸性能生產(chǎn)檢驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理結(jié)果見表3-2。
表3-1

品種	拉伸性能	HBS	持久性能
θ/℃	σb/MPa	σP0.2/MPa	δ5/%	 θ/℃	σ/MPa	t/h	δ5/%
不小于	 不小于
鍛材
軋材	20	1080	685	20	290	700
815	588
294	30
30	5
7
表3-2
品種	統(tǒng)計數(shù)	σb/MPa	σP0.2/MPa
A	B	S	A	B	S
鍛材
軋材	100
100	1115
1140	1155
1185	1080
1080	700
725	740
765	685
685
注：長城鋼廠三分廠數(shù)據(jù)。四、GH93組織結(jié)構(gòu)
4.1 GH93相變溫度 γ′相開始溶解溫度為950℃。
4.2 GH93時間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線
4.3 GH93合金組織結(jié)構(gòu) 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(nèi)，未發(fā)現(xiàn)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(nèi)，允許鐓粗變形量為80%而不開裂。鍛造開坯加熱溫度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(yīng)消除應(yīng)力并進(jìn)行時效處理。 
5.3 GH93零件熱處理工藝 渦輪盤坯料可以先經(jīng)固溶處理，機(jī)加工后在氬氣保護(hù)下進(jìn)行時效處理，也可以用餅坯經(jīng)完全熱處理后進(jìn)行機(jī)加工。坯料單層平放在熱處理加熱爐均溫區(qū)緩慢升溫，冷卻時出爐后分散冷卻。
5.4 GH93表面處理工藝 渦輪盤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)于時效狀態(tài)。

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