Nimonic901镍基高温合金是Fe-Ni-Cr基沉淀硬化型变形高温合金。合金以亚稳的γ'[Ni3(Ti,Al)]相进行时效强化,微量的铝抑制γ'向η-Ni3Ti相的转化。Nimonic901合金在650℃以下具有较高的屈服强度和持久强度,760℃以下抗氧化性能良好,长期使用组织稳定。主要产品有涡lunpan、压气机盘、轴颈、静结构件、涡轮外环及紧固件等。Nimonic901合金已用于制作航空发动机及地面燃气涡轮的转动件和紧固件,合金零部件的使用寿命较长。
Nimonic901化学成分:
元素 | C | Cr | Ni | Mo | Al | Ti | B | Fe |
质量分数% | 0.02-0.06 | 11.0-14.0 | 40.0-45.0 | 5.0-6.5 | ≤0.3 | 2.8-3.1 | 0.01-0.02 | 余 |
元素 | Mn | Si | P | S | Cu | B | Pb | |
质量分数% | ≤0.5 | ≤0.4 | ≤0.02 | ≤0.008 | ≤0.2 | ≤0.0001 | ≤0.001 |
Nimonic901物理及力学性能:
密度 | 熔点 |
8. 21g/cm3 | 1360℃ |
品种 | 热处理 | 摄氏温度 θ/℃ | 抗拉强度 Ób/Mpa | 屈服强度 Óp0.2/Mpa | 延伸率 δ5/% | 收缩率 Ψ/% | 布氏硬度 HBS |
盘锻件 | 标准热处理
| 20 | ≥1130 | ≥810 | ≥9.0 | ≥12 | ≥341 |
575 | ≥960 | ≥690 | ≥8 | - | |||
环形件 热轧和锻制棒材 | 575 | ≥960 | ≥690 | ≥8 | - | ≥341 | |
轴用棒材 转动件用棒材 | 20 | ≥1130 | ≥810 | ≥9.0 | ≥12 | ≥341 | |
575 | ≥960 | ≥690 | ≥8 | - |
Nimonic901热处理制度:
航空用产品
标准热处理制度:1090℃±10℃×3h/WQ或OQ+775℃±5℃×4h/AC+(705~ 725)℃±5℃×24 h/AC,适用于盘锻件、环形件、轴用棒材、转动件用棒材、热轧和锻制棒材。
汽轮机和燃气轮机产品
制度Ⅰ:1080℃±15℃×(≥l h)/AC(或更快)+(775~800)℃×(2~4) h/AC(或更快)+(705~745)℃×24h/AC,适用于汽轮机阀杆用热轧、锻制棒材;
制度Ⅱ:1090℃±10℃×(≥2 h)/OQ或WQ+(775~800)℃×(2~4) h/AC+(705~745)℃×14h/AC,适用于燃气轮机用热轧、锻制棒材。
变相温度
γ相开始溶解温度约为950℃,η相开始溶解温度为975℃。
合金组织结构
标准热处理状态下合金组织为奥氏体基体上析出球状的γ相以少量的MC和M3B2等相。γ相弥散分布于晶内,直
径约为14~20mm,约占合金重量的10%~12%,其化学组成近似为(Ni0.95Fe0.03Cr0.02)a(Ti0.85Al0.15)。MC和M2B2相的总量约占合金重量的0.27%~0.35%。
工艺性能
合金具有良好的热成型性能。
锻造
较大的钢锭不允许直接冷至室温,而应热搬运直接移入锻造加热炉,以防止冷却和再加热时通过时效温度区间。
铸锭应锻成最 大边长为205mm方坯,而后快冷及修整。 锻造时应严格控制工艺参数,防止出现粗细晶粒严重
不均匀(两者有明显的界线)现象,保证性能稳定。
焊接性能
可以进行氩弧焊,采用GH901合金焊丝。
零件热处理工艺
发动机涡轮pan热处理加热应避免加热速度过快。
Nimonic901品种规格与状态:各种盘形锻件、轧环件、棒材及其他锻件。状态可经热处理或不经热处理。
Nimonic901熔炼与铸造工艺:合金采用真空感应加真空电弧重熔的双联工艺生产,也可采用真空感应加电渣重熔工艺。
国内也已在航空发动机上使用,是经过使用考验的成熟合金。合金锻造进,若工艺参数选择或操作不当时,其性能会显示明显的方向性,并可能引起缺口敏感,但只要严格工艺,就不会出现此现象。该合金膨胀系数接近铁素体型热强合金钢,使得两种材料能够连接面对热账没有特殊规定。
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