GH93合金成形性能GH93合金焊接性能
1. 概述
GH93是一种含有较高钴和铬含量的沉淀硬化镍基合金，具备卓越的强度和优异的组织稳定性，适用于815℃以下的工作环境，综合性能出色。该合金主要用于航空发动机的涡轮叶片、小型发动机涡轮盘和紧固件。此外，GH93合金在热加工方面表现出良好的塑性，可提供板材、棒材和锻件等多种供应形式。
1.1 材料牌号
GH93合金
1.2 相似牌号
Nimonic 93（英国）、NCK2OTA（法国）
1.3 材料技术标准
GH93合金的制造符合以下技术标准：
C3S 163—1985 《GH93合金热轧和锻制棒材》（长城钢厂三分厂）
C3S 164—1985 《GH93合金冷轧薄板》（长城钢厂三分厂）
1.4 化学成分
以下为GH93合金的化学成分（单位：%）：
C ≤ 0.13
Cr 18.00～21.00
Ni 余
Co 15.00～21.00
Al 1.00～2.00
Ti 2.00～3.00
Fe ≤ 1.00
B ≤ 0.02
Mn ≤ 1.00
Si ≤ 1.00
P ≤ 0.015
S ≤ 0.015
Cu ≤ 0.20
Pb ≤ 0.0025
备注：B按计算量加入，可微量加入Ce、Zr、Mg等元素。
1.5 热处理制度
热处理制度如下：
固溶处理：1050～1080℃，保温8小时，然后空冷
时效处理：710℃±10℃，保温16小时，然后空冷
1.6 品种规格与供应状态
GH93合金可提供以下品种规格：
热轧棒材：直径d20～22mm
板材：厚度0.4～4mm
锻件：直径d120mm以下
其中，板材交货状态为固溶状态，其他品种交货状态为锻态或轧制状态。
1.7 熔炼与铸造工艺
GH93合金的制造采用真空感应熔炼，随后结合真空电弧或电渣重熔工艺。
1.8 应用概况与特殊要求
GH93合金制造的航空发动机零部件在英国和法国得到应用。在国内，该合金用于制造自由涡轮、垫片、垫圈、锁片等零部件。
2. 物理及化学性能
2.1 热性能
熔化温度范围：1360～1390℃
密度：8.19g/cm³
电性能及磁性能：合金无磁性
3. 组织结构
3.1 相变温度
Y相开始溶解温度为950℃。
3.2 时间-温度-组织转变曲线
3.3 合金组织结构
GH93合金在奥氏体基体上析出Y相，MzC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M、C型碳化物。
4. 工艺性能与要求
4.1 成形性能
GH93合金在热加工方面塑性良好，在1050～1150℃温度范围内，允许进行镦粗变形，变形量可达80%，而不会出现裂纹。锻造开坯的加热温度为1130～1150℃，终锻温度不低于950℃；轧制加热温度为1150～1170℃，终轧温度不低于1000℃。
4.2 焊接性能
板材可采用氩弧焊联接，固溶状态下的焊接性能良好。焊接后应消除应力并进行时效处理。
4.3 零件热处理工艺
对于涡轮盘坯料，可以先进行固溶处理，然后在机加工后在氢气保护下进行时效处理；也可以使用经过完全热处理的饼坯进行机加工。在热处理加热炉中，坯料单层平放于均温区进行缓慢升温，冷却时采用分散冷却方式。
4.4 表面处理工艺
涡轮盘的榫槽部分可以采用电抛光或喷丸处理。
4.5 切削加工及磨削性能
在固溶状态下，GH93合金的切削性能优于时效状态。
