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:
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%
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。
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。
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。
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