Nimonic80A镍基变形高温合金
英国Pai号：Nimonic80A
ZGPai号：GH80A
一、Nimonic80A概述
Nimonic80A是以镍-铬为基体，添加铝、钛形成γ′相弥散强化的高温合金，除铝含量略高外，其他与GH4033相近，使用温度700～800℃，在650～850℃具有良好的抗蠕变性能和抗氧化性能。该合金冷、热加工性能良好，主要供应热轧棒材、冷拉棒材、热轧板材、冷轧板材、带材以及环形件等，用于制造发动机转子叶片、导向叶片支座、螺栓、叶片锁板等零件。
1.1 Nimonic80A材料Pai号 Nimonic80A。
1.2 Nimonic80A相近Pai号 GH80A(ZG)。
1.3 Nimonic80A材料的技术标准
1.4 Nimonic80A化学成分 见表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按计算量加入，允许加入微量的Ce、Zr、Mg元素。
1.5 Nimonic80A热处理制度 叶片用棒材为：1080℃±10℃,8h,空冷＋700℃±5℃,16h,空冷。热轧、锻制及冷拉棒材：按表1-2的规定进行。轧制环件：(1050～1080℃)±10℃，不大于2h，水冷＋750℃±5℃(或+700℃±5℃),4h(或16h),空冷。热轧板材、冷轧薄板和带材为：供应状态＋750℃±10℃，4h，空冷。
表1-2
材料类型
|
固溶处理制度
|
时效制度
|
热加工用热轧（或锻制）棒材
|
1080℃±10℃，8h，空冷
|
700℃±5℃,16h,空冷或750℃±5℃,4h,空冷
|
热加工用热轧
（或锻制）棒材
|
按制度①或②进行
①1080℃±10℃,保温时间按表1-3规定，油冷或水冷或空冷。（正常情况，d≥40mm，油冷）
②1080℃±10℃,保温时间按表1-3规定，空冷+1080℃±10℃，保温30min，水冷
|
冷拉棒材
|
1080℃±10℃,保温时间按表1-4规定，水冷或空冷。
|
表1-3
直径/mm
|
保温时间/h
|
直径/mm
|
保温时间/h
|
≤3
|
1
|
>6～12.5
|
4
|
>3～6
|
2
|
>12.5
|
8
|
1.6 Nimonic80A品种规格与供应状态 供应直径d20～55mm的叶片用热轧棒材、直径不大于300mm的热轧或锻制棒材。冷拉棒材供应直径8～45mm圆棒及内切圆直径d8～36mm的六角形棒材。供应外径1000mm、内径900mm、高度130mm的轧制形件。供应厚度不大于9.5mm的热轧板材、厚度不大于4.0mm的冷轧薄板材，厚度不大于0.8mm的冷轧带材。叶片用热轧棒材不经热处理供应，其表面应全部磨光或车光。机加工用热轧棒材经固溶处理并除氧化皮状态供应。镦锻用冷拉棒材以冷拉并磨光状态供应，机加工用冷拉棒材以冷拉经固溶处理并除氧化皮状态供应，热加工用棒材以制造状态并除氧化皮供应（对锻造厂用棒材应车光后供应，其表面粗糙度应不小于3.2μm）。轧制环形件以固溶处理和粗加工状态供应。热轧板材、冷轧板材和带材经软化处理、碱酸洗、切边和平整或矫直后供应。
1.7 Nimonic80A熔炼与铸造工艺 叶片用棒材和板材采用真空感应熔炼加电渣重熔工艺。轧制环形件与热轧、锻制及冷拉棒材采用感应熔炼加电渣重熔，或真空感应熔炼加真空电弧重熔，或真空感应熔炼加电渣重熔工艺。
1.8 Nimonic80A应用概况与特殊要求 该合金主要用作发动机转子叶片、导向叶片支座、扇形件安装环、螺栓、叶片锁板等零件。
二、Nimonic80A物理及化学性能
2.1 Nimonic80A热性能
2.1.1 Nimonic80A熔化温度范围 熔点1405℃[1]。
2.1.2 Nimonic80A热导率 见表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线膨胀系数 见表2-2。
2.2 Nimonic80A密度 ρ=8.15g/cm3[2]。
表2-2[2]
θ/℃
|
16～100
|
16～200
|
16～300
|
16～400
|
16～500
|
16～600
|
16～700
|
α/10-6℃-1
|
12.18
|
12.86
|
13.69
|
14.08
|
14.50
|
14.94
|
15.36
|
2.3 Nimonic80A电性能 室温ρ=1.23×10-6Ω.m[1]。
2.4 Nimonic80A磁性能 无磁性。
2.5 Nimonic80A化学性能
2.5.1 Nimonic80A抗氧化性能 在空气介质中试验100h的氧化速率见表2-3。
