GH93概述

    GH93是含有較高的鈷和鉻的沉淀硬化鎳基合金，具有較高的強度和較好的組織穩(wěn)定性，在815℃以下使用，綜合性能良好。用于航空發(fā)動機的渦輪葉片，小型發(fā)動機渦輪盤和緊固件。該合金熱加工塑性良好，可以供應(yīng)板材、棒材和鍛件。

    1.1 GH93材料型號 GH93。

    1.2 GH93相近型號 NimoNic93(英國),NCK2OTA(法國）。

    1.3 GH93材料的技術(shù)標準

    C3S 163-1985《GH93合金熱軋和鍛制棒材》(長城鋼廠三分廠）

    C3S 164-1985《GH93合金冷軋薄板》(長城鋼廠三分廠）

    1.4 GH93化學(xué)成分  見表1-1。                                                                                                   表1-1                                     %

    注：B按計算量加入，允許加入微量的Ce、Zr、Mg元素。

1.5 GH93熱處理制度 1050～1080℃，8h，空冷＋710℃±10℃，16h，空冷。

    1.6 GH93品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài) 可以供應(yīng)d20～22mm熱軋棒材，δ0.4～4mm板材，d120mm以下鍛材和鍛件，板材為固溶狀態(tài)交貨，其它品種均為鍛態(tài)和軋制狀態(tài)交貨。

1.7 GH93熔煉與鑄造工藝 真空感應(yīng)熔煉＋真空電弧或電渣重熔工藝。

    1.8 GH93應(yīng)用概況與特殊要求 該合金制造的航空發(fā)動機零部件，在英國及法國有所采用，國內(nèi)用其制造自由渦輪、墊片、墊圈、鎖片等。

二、GH93物理及化學(xué)性能    

    2.1 GH93熱性能                                        

    2.1.1 GH93熔化溫度范圍  1360～1390℃。

2.1.2 GH93熱導(dǎo)率  見表2-1。

表2-1[1]

    2.1.3 GH93比熱容 見表2-2。

表2-2[1]

2.1.4 GH93線膨脹系數(shù) 見表2-3。

表2-3[2]

2.2 GH93密度  ρ=8.19g/cm3。

2.3 GH93電性能

2.4 GH93磁性能 合金無磁性。

2.5 GH93化學(xué)性能

2.5.1 GH93抗氧化性能 在空氣介質(zhì)中試驗100h后的氧化速率見表2-4。

2.5.2 GH93耐腐蝕性能 合金具有良好的耐熱腐蝕能力。

表2-4[2]

注：試驗方法按YB48-1964。

GH93力學(xué)性能

3.1 GH93技術(shù)標準規(guī)定的性能 見表3-1。

3.1.1 GH93室溫拉伸性能生產(chǎn)檢驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理結(jié)果見表3-2。

表3-1

表3-2

注：長城鋼廠三分廠數(shù)據(jù)。

    3.2 GH93室溫及各種溫度下的力學(xué)性能

3.2.1 GH93拉伸性能 見表3-3。

    3.2.2 GH93沖擊性能                                     

3.2.2.1 GH93d22mm棒材在標準熱處理狀態(tài)的沖擊性能見表3-4。

                 表3-3[2]

                 表3-4[2]

3.2.2.1 GH93鍛材縱向沖擊韌度aKU=980kJ/m2

左右，橫向沖擊韌性aKU≈441～539kJ/m2。

    3.3 GH93持久和蠕變性能

3.3.1 GH93高溫持久性能

3.3.1.1 GH93該合金的熱強參數(shù)綜合曲線見圖3-1。

3.3.1.2 GH93鍛材和軋材在標準熱處理狀態(tài)不同溫度的持久性能見表3-5。

表3-5[2]

3.3.1.3 GH93鍛材縱向和橫向試樣的持久強度相近，但橫向試樣的持久塑性低于縱向試樣。鍛材在650℃和750℃均無缺口敏感性。

3.3.1.4 GH93棒材在標準熱處理狀態(tài)的持久強度見表3-6。

表3-6[2]

注：根據(jù)熱強參數(shù)綜合曲線和試驗值確定。

3.3.2 GH93高溫蠕變性能

3.3.2.1 GH93棒材在標準熱處理狀態(tài)的蠕變性能見表3-7。

表3-7[2,3]

3.3.2.2 GH93標準熱處理狀態(tài)的盤鍛件在650℃的蠕變曲線見圖3-2。

    3.4 GH93疲勞性能 

3.4.1 GH93高周疲勞 標準熱處理狀態(tài)的旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞強度見表3-8。

表3-8[1～3]

    3.5 GH93彈性性能

3.5.1 GH93彈性模量 見表3-9。

表3-9[1]

四、GH93組織結(jié)構(gòu)

4.1 GH93相變溫度 γ′相開始溶解溫度為950℃。

4.2 GH93時間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線

4.3 GH93合金組織結(jié)構(gòu) 在奧氏體基體上析出γ′相，M23C6型碳化物呈鏈狀分布在晶界，MC型碳化物主要以顆粒狀分布于晶內(nèi)，未發(fā)現(xiàn)M7C3型碳化物。

五、GH93工藝性能與要求

5.1 GH93成形性能 該合金熱加工塑性良好，在1050～1150℃溫度范圍內(nèi)，允許鐓粗變形量為80%而不開裂。鍛造開坯加熱溫度1130～1150℃，終鍛溫度不低于950℃，軋制加熱溫度1150～1170℃，終軋溫度不低于1000℃。

5.2 GH93焊接性能 板材可采用氬弧焊聯(lián)接，固溶狀態(tài)焊接性尚好，焊后應(yīng)消除應(yīng)力并進行時效處理。

5.3 GH93零件熱處理工藝 渦輪盤坯料可以先經(jīng)固溶處理，機加工后在氬氣保護下進行時效

處理，也可以用餅坯經(jīng)全熱處理后進行機加工。坯料單層平放在熱處理加熱爐均溫區(qū)緩慢升溫，冷卻時出爐后分散冷卻。

5.4 GH93表面處理工藝 渦輪盤榫槽部分可以采用電拋光或噴丸處理。

5.5 GH93切削加工與磨削性能 該合金在固溶狀態(tài)切削性能優(yōu)于時效狀態(tài)。