GH90高温合金
GH90为时效强化型镍基变形高温合金，含有较高量的钴及多种强化元素。该合金在815～870℃有较高的抗拉强度和抗蠕变能力、良好的抗氧化性和耐腐蚀性、在冷热反复交替作用下有较高的疲劳强度以及良好的成形性和焊接性。主要供应热轧和冷拉棒材、冷轧板材、带材及冷拉丝材。用于涡轮发动机涡轮盘、叶片、高温紧固件、卡箍、密封圈及弹性元件等。
GH90时效强化型镍基变形高温合金
概述
1.1、材料牌号
GH90
1.2、相近牌号
Nimonic90(英国)
1.3、材料的技术标准
WS9 7014-1996《GH90合金弹簧用冷拉丝材》
WS9 7015.1-1996《GH90合金冷拉和固溶处理的弹簧丝材》
WS9 7015.2-1996《GH90合金冷拉和固溶处理的弹簧扁丝》
WS9 7016-1996《GH90合金冷拉棒材》
WS9 7086-1996《GH90合金冷轧薄板和带材（硬态）》
WS9 7087-1996《GH90合金冷轧薄板和带材（软态）》
1.4、化学成分
表1-1。
|
C |
Cr |
Ni |
Co |
Al |
Ti |
|||||
|
≤0.13 |
18.0～21.0 |
余量 |
15.0～21.0 |
1.0～2.0 |
2.0～3.0 |
|||||
|
Mn |
Si |
P |
S |
Ag |
Pb |
Bi |
B |
Cu |
Fe |
Zr |
|
≤0.4 |
≤0.8 |
≤0.02 |
≤0.015 |
≤0.0005 |
≤0.002 |
≤0.0001 |
≤0.20 |
≤0.2 |
≤1.5 |
≤0.15 |
注：丝材规定(pb)≤0.001%。
1.5、热处理制度
1.5.1、冷拉棒材： 1080℃±10℃,保温时间见表1-2，空冷或水冷+750℃±10℃，4h,空冷。
表1-2
|
直径或较小截面尺寸/mm |
≤3 |
>3～6 |
>6～12.5 |
>12.5～25 |
|
t/h |
1 |
2 |
4 |
8 |
1.5.2、薄板和带材（软态)：软化处理1100～1150℃，1～10min,适当介质中冷却+750℃±10℃,4h,空冷。
1.5.3、薄板和带材（硬态）：700～725℃,4h,空冷。
1.5.4 、弹簧用冷拉丝材：+600℃±10℃，16h，空冷或+650℃±10℃，4h空冷。
1.5.5、冷拉和固溶处理的弹簧丝材：1080℃±10℃，8h，空冷+700～750℃±10℃，4h，空冷。
1.6、品种规格与供应状态
供应直径或内切圆直径不大于25mm的冷拉棒材或冷拉六角棒材；厚度不大于4mm的冷轧薄板和厚度不大于0.8mm的冷轧带材；直径不大于8mm的弹簧用冷拉丝材。冷拉棒材的供应状态按用途分为：镦锻用棒以冷拉磨光状态交货（当需方需求以固溶状态交货时，应在合同中注明）；机加工用棒材经固溶并除氧化皮状态交货。冷轧薄板和带材（软态）经软化处理、碱酸洗、切边后交货；冷轧薄板和带材（硬态）以冷轧、切边后交货。弹簧用丝材以冷拉状态或冷拉后固溶处理状态交货。
1.7、熔炼与铸造工艺
合金采用下列四种工艺之一进行熔炼：
（1）感应熔炼加电渣重熔；
（2）真空感应熔炼加电渣重熔；
（3）真空感应熔炼加真空电弧重熔；
（4）真空感应熔炼。
1.8、应用概况与特殊要求
该合金在发动机上用作高温弹簧元件、高温紧固件、燃烧室卡圈、止动销等零部件。在国外还用作涡轮工作叶片、涡轮盘等零部件。
物理及化学性能
2.1、热性能
2.1.1、熔化温度范围 熔点1400℃
2.1.2、热导率
表2-1
|
θ/℃ |
600 |
700 |
800 |
|
λ/（W/（m·C）） |
21.76 |
23.93 |
25.57 |
2.1.3、线膨胀系数
表2-2
|
θ/℃ |
20～100 |
20～200 |
20～300 |
20～400 |
20～500 |
20～600 |
20～700 |
20～800 |
20～900 |
|
α/10-6C-1 |
12.71 |
13.09 |
13.51 |
14.04 |
14.52 |
15.03 |
15.58 |
16.36 |
17.38 |
2.2、密度
ρ=8.20g/cm3
2.3、电性能
2.4、磁性能
合金无磁性。
2.5、化学性能
合金在1040℃以下具有良好的抗氧化性和耐腐蚀性能；在1040℃以上时易产生晶间氧化。
金相组织结构
合金主要强化相是γ'-Ni3(Ti、Al),在晶内以大小不同的方形颗料关析出，在晶界上也可以见到这种形状的γ'相，碳化物在晶界上呈不连续的链状析出。
工艺性能与要求
1、合金在锻造时易产生内裂，允许重锤打击，不允许低温倒棱。钢锭装炉温度不高于700℃，最终加热温度1150℃±10℃，开锻温度不低于1060℃，终锻温度不低于950℃。
2、该合金的晶粒度平均尺寸与锻件的变形程度、终锻温度密切相关。
3、合金在固溶状态可进行惰性气体保护钨极电弧焊及闪光
装炉后低温区预热20-30分钟左右，推入高温区域1150-1180℃加热
