Nimonic90鎳鈷高溫合金，Nimonic90（GH90）鎳基變形合金

英國牌號：Nimonic90

中國牌號：GH90

一、Nimonic90概述

Nimonic90為時效強化型鎳基變形高溫合金，含有較高量的鈷及多種強化元素。該合金在815～870℃有較高的抗拉強度和抗蠕變能力、良好的抗氧化性和耐腐蝕性、在冷熱反復交替作用下有較高的疲勞強度以及良好的成形性和焊接性。主要供應熱軋和冷拉棒材、冷軋板材、帶材及冷拉絲材。用于渦輪發動機渦輪盤、葉片、高溫緊固件、卡箍、密封圈及彈性元件等。

1.1 Nimonic90材料牌號 Nimonic90。

1.2 Nimonic90相近牌號 GH90(中國)。

1.3 Nimonic90材料的技術標準

1.4 Nimonic90化學成分見表1-1。

表1-1 %

不大于

≤0.13

18.0～21.0

余量

15.0～21.0

1.0～2.0

2.0～3.0

0.4

0.8

0.020

0.015

0.0005

0.0020

0.0001

0.020

0.2

1.5

0.15

注：絲材規定ω(pb)≤0.0010%。

1.5 Nimonic90熱處理制度

1.5.1 Nimonic90冷拉棒材：1080℃±10℃,保溫時間見表1-2，空冷或水冷+750℃±10℃,4h,空冷。

表1-2

直徑或較小截面尺寸/mm	≤3	>3～6	>6～12.5	>12.5～25
t/h	1	2	4	8

1.5.2 Nimonic90薄板和帶材（軟態）：軟化處理1100～1150℃，1～10min，適當介質中冷卻＋750℃±10℃,4h,空冷。

1.5.3 Nimonic90薄板和帶材（硬態）：700～725℃,4h,空冷。

1.5.4 Nimonic90彈簧用冷拉絲材：600℃±10℃，16h，空冷或650℃±10℃，4h，空冷。

1.5.5 Nimonic90冷拉和固溶處理的彈簧絲材：1080℃±10℃,8h,空冷＋700～750℃，4h，空冷。

1.6 Nimonic90品種規格與供應狀態供應直徑或內切圓直徑不大于25mm的冷拉棒材或冷拉六角棒材；厚度不大于4mm的冷軋薄板和厚度不大于0.8mm的冷軋帶材；直徑不大于8mm的彈簧用冷拉絲材。冷拉棒材的供應狀態按用途分為：鐓鍛用棒以冷拉磨光狀態交貨（當需方需求以固溶狀態交貨時，應在合同中注明）；機加工用棒材經固溶并除氧化皮狀態交貨。冷軋薄板和帶材（軟態）經軟化處理、堿酸洗、切邊后交貨；冷軋薄板和帶材（硬態）以冷軋、切邊后交貨。彈簧用絲材以冷拉狀態或冷拉后固溶處理狀態交貨。

1.7 Nimonic90熔煉與鑄造工藝合金采用下列四種工藝之一進行熔煉：(1)感應熔煉加電渣重熔；(2)真空感應熔煉加電渣重熔；(3)真空感應熔煉加真空電弧重熔；(4)真空感應熔煉。

1.8 Nimonic90應用概況與特殊要求該合金在發動機上用作高溫彈簧元件、高溫緊固件、燃燒室卡圈、止動銷等零部件。在國外還用作渦輪工作葉片、渦輪盤等零部件。

二、Nimonic90物理及化學性能

2.1 Nimonic90熱性能

2.1.1 Nimonic90熔化溫度范圍熔點1400℃[1]。

2.1.2 Nimonic90熱導率見表2-1。

表2-1[1]

θ/℃	600	700	800
λ/(W/(m·℃))	21.76	23.93	25.57

2.1.3 Nimonic90線膨脹系數見表2-2。

表2-2[2]

θ/℃	20～100	20～200	20～300	20～400	20～500	20～600	20～700	20～800	20～900
α1/10-6℃-1	12.71	13.09	13.51	14.04	14.52	15.03	15.58	16.36	17.38

2.2 Nimonic90密度 ρ=8.20g/cm3。

2.3 Nimonic90電性能

2.4 Nimonic90磁性能合金無磁性。

2.5 Nimonic90化學性能合金在1040℃以下具有良好的抗氧化性和耐腐蝕性能；在1040℃以上時易產生晶間氧化。

三、Nimonic90力學性能

3.1 Nimonic90技術標準規定的性能

3.1.1 Nimonic90冷拉棒材技術標準規定的性能見表3-1。

表3-1

技術標準	θ/℃	拉伸性能			持久性能
		σb/MPa	σP0.2/MPa	δ5/%	σ/MPa	t/h
		不小于
WS9 7016-1996	650	820	590	8	-	-
	870	-	-	-	140	≥30

注：固溶狀態供應的棒材，力學性能試樣只進行時效處理。

3.1.2 Nimonic90冷軋薄板和帶材（軟態）技術標準規定的性能見表3-2。

表3-2

技術標準	θ/℃	成品厚度/mm	拉伸性能			硬度HV	持久性能
			σb/MPa	σP0.2/MPa	δ5/%		σ/MPa	t/h
			不小于
WS9 7087-1996	室溫	0.25～0.35	1080	695	15	≥280	-		-
		>0.35～0.45	1080	695	20
		>0.45	1080	695	25
	870	所有	-	-	-	-	140		≥30