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GH90(沉淀硬化型变形高温合金)百科

发布:sonhooalloy 浏览:6259次

GH90(通常也称为Nimonic 90或UNS N07090)是一种以镍铬钴为基体的沉淀硬化型变形高温合金。

以下是关于其成分、性能、工艺及物理特性的详细参数介绍:

一、 合金成分

GH90属于典型的“尼孟尼克”系合金,通过添加钴、钛、铝等元素进行强化。其化学成分主要遵循以下范围(具体牌号标准可能有微调):

  • 基体: 镍 (Ni):余量(约50-57%)

  • 铬 (Cr): 18.0% ~ 21.0% —— 提供抗氧化和耐腐蚀性。

  • 钴 (Co): 15.0% ~ 21.0% —— 起固溶强化作用,并降低基体层错能。

  • 钛 (Ti): 2.0% ~ 3.0% —— 主要强化相形成元素。

  • 铝 (Al): 1.0% ~ 2.0% —— 主要强化相形成元素。

  • 碳 (C): ≤ 0.13% —— 形成碳化物以强化晶界。

  • 铁 (Fe): ≤ 3.0%

  • 锰 (Mn): ≤ 1.0%

  • 硅 (Si): ≤ 1.0%

  • 硫 (S): ≤ 0.015%

  • 铜 (Cu): ≤ 0.2%

二、 机械性能

GH90在高达约920°C的温度下具有良好的抗拉强度和蠕变强度,并具有优异的抗疲劳性能。

  • 抗拉强度: 在室温下通常可达 1200 MPa 以上(取决于热处理和加工状态)。

  • 屈服强度: 约 800 ~ 900 MPa。

  • 延伸率: 室温下通常大于 20%,展现良好的塑性。

  • 高温持久性能: 在815°C、250MPa应力条件下,持久寿命通常要求不低于50小时。

  • 硬度: 根据热处理状态不同,通常在 250 ~ 360 Hv 或更高。

三、 工艺性能

GH90具有较好的热加工和冷加工性能,但因其强度高,加工硬化速率快,需要较大的成形力。

  • 热成形: 热加工温度通常在 1000°C 至 1150°C 之间。需要均匀加热,并在规定的温度范围内完成锻造或轧制。

  • 冷成形: 可以进行冷拉拔和冷轧,但中间需要进行退火处理以消除硬化。

  • 热处理:

    • 固溶处理: 通常在 1080°C ± 10°C 进行,保温后快速冷却(如水淬或油淬)。

    • 时效处理: 采用分级时效,典型工艺为 700°C ~ 720°C 保温16小时,随后空冷。此步骤旨在析出 γ' 相 [Ni3(Al, Ti)],获得最高强度。

  • 焊接性: 可采用氩弧焊、电阻焊等方法。推荐使用固溶状态进行焊接,焊后需进行去应力或完全时效处理以恢复性能。

四、 物理性能

  • 密度: 约 8.18 g/cm³

  • 熔点范围: 1310°C ~ 1370°C

  • 电阻率: 在室温下约为 1.15 Ω·mm²/m(微欧姆级)。

  • 热导率: 随温度升高而增加。

    • 20°C:约 11.5 W/(m·K)

    • 900°C:约 25.0 W/(m·K)

  • 线膨胀系数: 随温度升高呈线性增加。

    • 20~100°C:约 12.7 x 10⁻⁶ /K

    • 20~800°C:约 16.9 x 10⁻⁶ /K

  • 弹性模量: 室温下约为 220 GPa。

  • 磁性: 无磁性。

五、 应用领域

由于上述综合性能,GH90广泛应用于航空发动机、航天火箭以及工业燃气轮机的高温转动部件,例如:

  • 涡轮叶片

  • 涡轮盘

  • 紧固件(螺栓、螺母)

  • 弹簧

  • 高温承力铸件



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