Nimonic90直条生产工艺分析.doc

Nimonic9012.4高精度直条生产工艺探讨Nimonic90合金是时效强化型，该合金是时效强化镍基变形高温合金，含有较高量的钴及多种强化元素，该合金在815870有较高的抗拉强度和抗蠕变能力、良好的抗氧化性和耐腐蚀、在冷热反复交替作用下有较高的疲劳强度以及良好的成形性和焊接性。用于涡轮发动机涡轮盘、叶片、高温紧固件、卡箍、密封圈及弹性元件等。CCrNiCoAlTiMnSiPSAgPbBiBCuFeZr不大于0.1318.021.0余量15.021.01.02.02.03.00.40.80.0200.0150.00050.00200.00010.0200.21.50.15Nimonic90物理性能：密度 g/cm3熔点 热导率 /(W/m) 比热容 J/kg 弹性模量 GPa剪切模量 GPa电阻率 m 泊松比 线膨胀系数 a/10-6-1 8.2140021.76(100)22512.7(20100)Nimonic90力学性能：(在20检测机械性能的最小值)热处理方式 抗拉强度b/MPa 屈服强度p0.2/MPa 延伸率5 /%布氏硬度 HBS固溶处理 8205908Nimonic90 金相组织结构： 该合金主要强化相是-Ni3(Ti、Al),在晶内以大小不同的方形颗料关析出，在晶界上也可以见到这种形状的相，碳化物在晶界上呈不连续的链状析出。Nimonic90工艺性能与要求：1、该合金在锻造时易产生内裂，允许重锤打击，不允许低温倒棱。钢锭装炉温度不高于700，最终加热温度115010，开锻温度不低于1060，终锻温度不低于950。2、该合金的晶粒度平均尺寸与锻件的变形程度、终锻温度密切相关。3、合金在固溶状态可进行惰性气体保护钨极电弧焊及闪光对焊。1.5 Nimonic90热处理制度1.5.1 Nimonic90冷拉棒材：108010,保温时间见表1-2，空冷或水冷+75010,4h,空冷。 表1-2 直径或较小截面尺寸/mm336612.512.525t/h12481.5.4 Nimonic90弹簧用冷拉丝材：60010，16h，空冷或65010，4h，空冷。1.5.5 Nimonic90冷拉和固溶处理的弹簧丝材：108010,8h,空冷700750，4h，空冷。 1.6 Nimonic90品种规格与供应状态 供应直径或内切圆直径不大于25mm的冷拉棒材或冷拉六角棒材；厚度不大于4mm的冷轧薄板和厚度不大于0.8mm的冷轧带材；直径不大于8mm的弹簧用冷拉丝材。冷拉棒材的供应状态按用途分为：镦锻用棒以冷拉磨光状态交货（当需方需求以固溶状态交货时，应在合同中注明）；机加工用棒材经固溶并除氧化皮状态交货。冷轧薄板和带材（软态）经软化处理、碱酸洗、切边后交货；冷轧薄板和带材（硬态）以冷轧、切边后交货。弹簧用丝材以冷拉状态或冷拉后固溶处理状态交货。1.7 Nimonic90熔炼与铸造工艺 合金采用下列四种工艺之一进行熔炼：(1)感应熔炼加电渣重熔；(2)真空感应熔炼加电渣重熔；(3)真空感应熔炼加真空电弧重熔；(4)真空感应熔炼。1.8 Nimonic90应用概况与特殊要求 该合金在发动机上用作高温弹簧元件、高温紧固件、燃烧室卡圈、止动销等零部件。在国外还用作涡轮工作叶片、涡轮盘等零部件。二、Nimonic90物理及化学性能 2.1 Nimonic90热性能 2.1.1 Nimonic90熔化温度范围 熔点14001。2.1.2 Nimonic90热导率 见表2-1。 表2-11/600700800/(W/(m)21.7623.9325.57 2.1.3 Nimonic90线膨胀系数 见表2-2。 表2-22/2010020200203002040020500206002070020800209001/10-6-112.7113.0913.5114.0414.5215.0315.5816.3617.382.2 Nimonic90密度 =8.20g/cm3。2.3 Nimonic90电性能 2.4 Nimonic90磁性能 合金无磁性。 2.5 Nimonic90化学性能 合金在1040以下具有良好的抗氧化性和耐腐蚀性能；在1040以上时易产生晶间氧化。三、Nimonic90力学性能3.1 Nimonic90技术标准规定的性能3.1.1 Nimonic90冷拉棒材技术标准规定的性能见表3-1。 表3-1技术标准/拉伸性能持久性能b/MPaP0.2/MPa5/%/MPat/h不小于WS9 7016-19966508205908-870-14030注：固溶状态供应的棒材，力学性能试样只进行时效处理。3.1.4 Nimonic90弹簧用丝材技术标准规定的性能见表3-4。 表3-4技术标准/成品厚度/mm拉伸性能持久性能b/MPaP0.2/MPa5/%/MPat/h不小于WS9 7014-1996室温1.01540-1.05.013901160-5.08.01310100010-870坯料-14030WS9 7015.1-1996室温0.440.991080-15-0.998.01080-15-870坯料-14030 注：进行持久试验的坯料热处理制度：108010,8h,空冷70010,16h,空冷。3.1.5 Nimonic90生产检验数据3.1.5.1 Nimonic90冷拉棒材650拉伸性能的统计处理结果见表3-5。 表3-5技术标准冶炼工艺650拉伸性能b/MPaP0.2/MPa50mm/%WS9 7016-1996真空感应加电渣975670243.1.5.2 Nimonic90弹簧用丝材室温拉伸性能的统计处理结果见表3-6。 表3-6技术标准冶炼工艺丝材直径/mm室温拉伸性能b/MPaP0.2/MPa50mm/%WS9 7014-1996真空感应熔炼1.01800-1.05.015151260-WS9 7015.1-19960.998.0118069027四、Nimonic90组织结构4.1 Nimonic90相变温度 4.2 Nimonic90时间-温度-组织转变曲线4.3 Nimonic90合金组织结构 合金的主要强化相是-Ni3(Al、Ti)，在晶内以大小不同的方形颗粒状析出，在晶界上也可见到这种形状的相。碳化物在晶界上呈不连续的链状析出2。五、Nimonic90工艺性能与要求5.1 Nimonic90成形性能 合金在锻造时易产生内裂，不允许重锤打击，不允许低温倒棱。钢锭装炉温度不高于700，最终加热温度1