GH93镍基变形高温合金

一、GH93概述

    GH93是含有较高的钴和铬的沉淀硬化镍基合金，具有较高的强度和较好的组织稳定性，在815℃以下使用，综合性能良好。用于航空发动机的涡轮叶片，小型发动机涡轮盘和紧固件。该合金热加工塑性良好，可以供应板材、棒材和锻件。

    1.1 GH93材料牌号 GH93。

    1.2 GH93相近牌号 Nimonic93(英国),NCK2OTA(法国）。

    1.3 GH93材料的技术标准

    1.4 GH93化学成分 见表1-1。

                                  表1-1                                     %

    注：B按计算量加入，允许加入微量的Ce、Zr、Mg元素。

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

    1.6 GH93品种规格与供应状态 可以供应d20～22mm热轧棒材，δ0.4～4mm板材，d120mm以下锻材和锻件，板材为固溶状态交货，其它品种均为锻态和轧制状态交货。

1.7GH93熔炼与铸造工艺 真空感应熔炼＋真空电弧或电渣重熔工艺。

    1.8GH93应用概况与特殊要求该合金制造的航空发动机零部件，在英国及法国有所采用，国内用其制造自由涡轮、垫片、垫圈、锁片等。

二、GH93物理及化学性能   

    2.1 GH93热性能                                       

    2.1.1 GH93熔化温度范围 1360～1390℃。

2.1.2 GH93热导率 见表2-1。

                                             表2-1[1]

    2.1.3 GH93比热容 见表2-2。

                                             表2-2[1]

2.1.4 GH93线膨胀系数 见表2-3。

                                             表2-3[2]

2.2 GH93密度 ρ=8.19g/cm3。

2.3 GH93电性能

2.4 GH93磁性能合金无磁性。

2.5 GH93化学性能

2.5.1 GH93抗氧化性能 在空气介质中试验100h后的氧化速率见表2-4。

2.5.2 GH93耐腐蚀性能 合金具有良好的耐热腐蚀能力。

                                             表2-4[2]

三、GH93力学性能

3.1 GH93技术标准规定的性能 见表3-1。

3.1.1 GH93室温拉伸性能生产检验数据统计处理结果见表3-2。

                                             表3-1

                                                                              表3-2

    注：长城钢厂三分厂数据。

四、GH93组织结构

      4.1 GH93相变温度γ′相开始溶解温度为950℃。

4.2 GH93时间-温度-组织转变曲线

4.3 GH93合金组织结构 在奥氏体基体上析出γ′相，M23C6型碳化物呈链状分布在晶界，MC型碳化物主要以颗粒状分布于晶内，未发现M7C3型碳化物。

五、GH93工艺性能与要求

5.1 GH93成形性能 该合金热加工塑性良好，在1050～1150℃温度范围内，允许镦粗变形量为80%而不开裂。锻造开坯加热温度1130～1150℃，终锻温度不低于950℃，轧制加热温度1150～1170℃，终轧温度不低于1000℃。

5.2 GH93焊接性能 板材可采用氩弧焊联接，固溶状态焊接性尚好，焊后应消除应力并进行时效处理。

5.3 GH93零件热处理工艺涡轮盘坯料可以先经固溶处理，机加工后在氩气保护下进行时效处理，也可以用饼坯经完全热处理后进行机加工。坯料单层平放在热处理加热炉均温区缓慢升温，冷却时出炉后分散冷却。

5.4 GH93表面处理工艺 涡轮盘榫槽部分可以采用电抛光或喷丸处理。

5.5 GH93切削加工与磨削性能 该合金在固溶状态切削性能优于时效状态。