GH90概述

   GH90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(fù)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(yīng)熱軋和冷拉棒材、冷軋板材、帶材及冷拉絲材。用于渦輪發(fā)動機(jī)渦輪盤、葉片、高溫緊固件、卡箍、密封圈及彈性元件等。

   1.1 GH90材料型號 GH90。

   1.2 GH90相近型號 NimoNic90(英國)。

   1.3 GH90材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

   WS9 7014-1996《GH90合金彈簧用冷拉絲材》

   WS9 7015.1-1996《GH90合金冷拉和固溶處理的彈簧絲材》

   WS9 7015.2-1996《GH90合金冷拉和固溶處理的彈簧扁絲》

   WS9 7016-1996《GH90合金冷拉棒材》

   WS9 7086-1996《GH90合金冷軋薄板和帶材（硬態(tài)）》

   WS9 7087-1996《GH90合金冷軋薄板和帶材（軟態(tài)）》

1.4 GH90化學(xué)成分  見表1-1。                                                                                                   表1-1                                     %

   注：絲材規(guī)定ω(pb)≤0.0010%。

1.5 GH90熱處理制度

1.5.1 GH90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

1.5.2 GH90薄板和帶材（軟態(tài)）：軟化處理1100～1150℃，1～10miN，適當(dāng)介質(zhì)中冷卻＋750℃±10℃,4h,空冷。

1.5.3 GH90薄板和帶材（硬態(tài)）：700～725℃,4h,空冷。

1.5.4 GH90彈簧用冷拉絲材：600℃±10℃，16h，空冷或650℃±10℃，4h，空冷。

1.5.5 GH90冷拉和固溶處理的彈簧絲材：1080℃±10℃,8h,空冷＋700～750℃，4h，空冷。

   1.6 GH90品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài) 供應(yīng)直徑或內(nèi)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(yīng)狀態(tài)按用途分為：鐓鍛用棒以冷拉磨光狀態(tài)交貨（當(dāng)需方需求以固溶狀態(tài)交貨時，應(yīng)在合同中注明）；機(jī)加工用棒材經(jīng)固溶并除氧化皮狀態(tài)交貨。冷軋薄板和帶材（軟態(tài)）經(jīng)軟化處理、堿酸洗、切邊后交貨；冷軋薄板和帶材（硬態(tài)）以冷軋、切邊后交貨。彈簧用絲材以冷拉狀態(tài)或冷拉后固溶處理狀態(tài)交貨。

1.7 GH90熔煉與鑄造工藝 合金采用下列四種工藝之一進(jìn)行熔煉：(1)感應(yīng)熔煉加電渣重熔；(2)真空感應(yīng)熔煉加電渣重熔；(3)真空感應(yīng)熔煉加真空電弧重熔；(4)真空感應(yīng)熔煉。

1.8 GH90應(yīng)用概況與特殊要求 該合金在發(fā)動機(jī)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、GH90物理及化學(xué)性能    

   2.1 GH90熱性能                                        表2-1[1]

   2.1.1 GH90熔化溫度范圍  熔點1400℃[1]。

2.1.2 GH90熱導(dǎo)率  見表2-1。

   2.1.3 GH90線膨脹系數(shù) 見表2-2。

表2-2[2]

2.2 GH90密度  ρ=8.20g/cm3。

2.3 GH90電性能

2.4 GH90磁性能 合金無磁性。

   2.5 GH90化學(xué)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(chǎn)生晶間氧化。

GH90力學(xué)性能

3.1 GH90技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能

3.1.1 GH90冷拉棒材技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能見表3-1。

表3-1

注：固溶狀態(tài)供應(yīng)的棒材，力學(xué)性能試樣只進(jìn)行時效處理。

3.1.2 GH90冷軋薄板和帶材（軟態(tài)）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能見表3-2。

表3-2

注：持久試驗的試樣熱處理制度：供應(yīng)狀態(tài)＋1080℃±10℃,8h,空冷＋700℃±10℃,16h,空冷。

3.1.3 GH90冷軋薄板和帶材（硬態(tài)）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能見表3-3。

表3-3

3.1.4 GH90彈簧用絲材技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能見表3-4。

表3-4

續(xù)表3-4

注：進(jìn)行持久試驗的坯料熱處理制度：1080℃±10℃,8h,空冷＋700℃±10℃,16h,空冷。

3.1.5 GH90生產(chǎn)檢驗數(shù)據(jù)

3.1.5.1 GH90冷拉棒材650℃拉伸性能的統(tǒng)計處理結(jié)果見表3-5。

表3-5

3.1.5.2 GH90彈簧用絲材室溫拉伸性能的統(tǒng)計處理結(jié)果見表3-6。

表3-6

   3.2 GH90室溫及各種溫度下的力學(xué)性能

3.2.1 GH90拉伸性能

3.2.1.1 GH90冷拉棒材經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)熱處理后，在各種溫度下的拉伸性能平均值見表3-7。

表3-7[2]

   3.2.2 GH90沖擊性能                                     表3-8[2]

3.2.2.1 GH90冷拉棒材經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)熱處理后，在各種溫度下的沖擊性能平均值見表3-8。

   3.3 GH90持久和蠕變性能

3.3.1 GH90高溫持久性能

   3.3.1.1 GH90棒材經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)熱處理后，在各種溫度下的持久強度見表3-9；光滑和缺口持久性能見表3-10。

表3-9[1]

表3-10[2]

續(xù)表3-10[2]

   3.3.2 GH90高溫蠕變性能

3.3.2.1 GH90棒材經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)熱處理后，在各種溫度下的蠕變強度見表3-11；蠕變性能見表3-12。

表3-11[1]

表3-12[2]

   3.4 GH90疲勞性能                                        表3-13[1]

3.4.1 GH90高周疲勞

3.4.1.1 GH90棒材經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)熱處理后不同溫度下的彎曲疲勞強度見表3-13。

3.4.1.2 GH90棒材經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)熱處理后不同溫                   表3-14[1]

度下的拉壓疲勞強度見表3-14。

   3.5 GH90彈性性能

3.5.1 GH90彈性模量 見表3-15。

表3-15[2]

四、GH90組織結(jié)構(gòu)

4.1 GH90相變溫度

4.2 GH90時間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線

4.3 GH90合金組織結(jié)構(gòu) 合金的主要強化相是γ′-Ni3(Al、Ti)，在晶內(nèi)以大小不同的方形顆粒狀析出，在晶界上也可見到這種形狀的γ′相。碳化物在晶界上呈不連續(xù)的鏈狀析出[2]。

五、GH90工藝性能與要求

5.1 GH90成形性能 合金在鍛造時易產(chǎn)生內(nèi)裂，不允許重錘打擊，不允許低溫倒棱。鋼錠裝爐溫度不高于700℃，終加熱溫度1150℃±10℃，開鍛溫度不低于1060℃，終鍛溫度不低于950℃。軋制加熱溫度1160℃，終軋溫度不低于950℃。冷拔材在終中間退火后應(yīng)進(jìn)行8%～12%的冷變形。

5.2 GH90焊接性能 合金在固溶狀態(tài)可進(jìn)行惰性氣體保護(hù)鎢極電弧焊及閃光對焊。

5.3 GH90零件熱處理工藝 零件的熱處理工藝按相應(yīng)的材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的熱處理制度進(jìn)行。

5.4 GH90表面處理工藝

5.5 GH90切削加工與磨削性能 GH90在固溶處理狀態(tài)有良好的機(jī)械加工性能，在時效處理后使用堅硬刀具按規(guī)定進(jìn)刀量慢速加工。