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Nimonic 80A 高溫合金

一、Nimonic80A材料簡介

Nimonic 80A是英國牌號，對應中國牌號GH80A，是一種具有優異高溫性能和抗腐蝕性能的鎳基合金。主要有Ni與Cr為主要成分組成，添加鋁、鈦形成γ′相彌散強化的高溫合金，除鋁含量略高外，其他與GH4033相近，使用溫度700～800℃，在650～850℃具有良好的抗蠕變性能和抗氧化性能。該合金冷、熱加工性能良好，主要供應熱軋棒材、冷拉棒材、熱軋板材、冷軋板材、帶材以及環形件等。

二、Nimonic80A執行標準

WS9-7009-1996《GH80A合金渦輪葉片用熱軋棒材》

WS9-7011-1996《GH80A合金熱軋、鍛制及冷拉棒材》

WS9-7012環件-1996《GH80A合金軋制環形件》

WS9-7095-1996《GH80A合金熱軋板材、冷軋薄板和帶材》

三、Nimonic80A化學成分

按照國標、美標、英標執行

四、Nimonic80A物理性能

Nimonic80A密度 ρ=8.15g/cm3

Nimonic80A熔點 1405℃

Nimonic80A電性能室溫ρ=1.23×10-6Ω.m

Nimonic80A磁性能無磁性。

Nimonic80A抗氧化性能在空氣介質中試驗100h的氧化速率：

700 θ/℃-0.037g/(m2·h)；750 θ/℃-0.041g/(m2·h) ；800 θ/℃-0.047g/(m2·h)；

4.1 GH80A相變溫度

4.2 GH80A時間-溫度-組織轉變曲線

4.3 GH80A合金組織結構葉片毛坯按不同熱處理規范處理的組織特征：1080℃±10℃,8h,空冷處理：在1080℃時基體中的γ′相和一些M7C3及M23C6型晶界碳化物溶入固溶體。在冷卻過程中晶界形成M7C3和M23C6型富鉻碳化物。M7C3大約在1000℃以上沉淀出來，并在較低溫度下轉變為M23C6。M23C6在750～1000℃析出，也能獨立成核，生成晶界碳化物。所以在1080℃±10℃,8h,空冷處理后，晶界上呈現出不連續狀態的M7C3和M23C6，晶內有γ′相和MC。

1080℃±10℃,8h,空冷＋700℃±5℃,16h,空冷處理：合金在固溶組織的基礎上經700℃±5℃,16h時效，晶界上的M7C3繼續轉變為M23C6，所以在晶界上沉淀出叫連續的M23C6，晶內的γ′相也長大成球形質點[4]

Nimonic80A熱處理制度：

葉片棒材為：1080℃±10℃,8h,空冷＋700℃±5℃,16h,空冷。

熱軋、鍛制及冷拉棒材：按表1-2的規定進行。

軋制環件：(1050～1080℃)±10℃，不大于2h，水冷＋750℃±5℃(或+700℃±5℃),4h(或16h),空冷。

熱軋板材、冷軋薄板和帶材為：供應狀態＋750℃±10℃，4h，空冷。

Nimonic80A熔煉與鑄造工藝葉片用棒材和板材采用真空感應熔煉加電渣重熔工藝。軋制環形件與熱軋、鍛制及冷拉棒材采用感應熔煉加電渣重熔，或真空感應熔煉加真空電弧重熔，或真空感應熔煉加電渣重熔工藝。

五、Nimonic80A工藝性能與要求

5.1 Nimonic80A成形性能

5.1.1 Nimonic80A鍛造合金具有良好的鍛造性能。鋼錠加熱溫度1120～1150℃，開鍛溫度不低于1000℃。停鍛溫度不低于950℃[2]。

5.1.2 Nimonic80A熱軋板軋制加熱溫度1120～1150℃，停軋溫度不低于930℃[2]。

5.1.3 Nimonic80A渦輪葉片的鍛造渦輪葉片用毛坯應按規定的工序要求噴涂防護潤滑劑，待烘干后方可入爐加熱。零件毛坯在電爐中加熱，裝爐溫度800℃±20℃，保溫60min，加熱溫度1090℃±10℃，保溫35min，開鍛溫度1090℃，停鍛溫度950℃，在臥鍛機上頂鍛，鍛前用二硫化鉬潤滑模膛。零件毛坯鍛造中間工序應進行固溶處理，加熱溫度1130℃±10℃，保溫60min，空冷。吹砂后，再按規定的工序要求噴涂防護潤滑劑，烘干后入爐加熱。零件毛坯再按上述規定進行裝爐、加熱、保溫，并在曲柄壓力機上進行終鍛，鍛前用二硫化鉬潤滑模膛。

5.2 Nimonic 80A焊接性能合金可以進行自動對接氬弧焊和縫焊。

注：焊前用砂布打磨試樣并用丙酮清洗，厚度不大于1.2mm板材不加充焊絲，一次焊接成形。

六、Nimonic80A應用領域

用于制造發動機轉子葉片、導向葉片支座、螺栓、葉片鎖板等零件。

Nimonic 80A也可以用于核反應堆中的高溫部件，如核燃料元件、反應堆材料等。

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