Nimonic80A鎳基高溫合金

一、Nimonic80A（GH80A）鎳基合金概述

Nimonic80A（GH80A）是以鎳-鉻為基體，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，使用溫度為 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，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。

1. 材料牌號：Nimonic80A。

2. 相近牌號：GH80A/GH4180(中國)。

3. 技術標準：材料的技術標準暫未明確列出，需進一步參考相關規范文件。

4. 化學成分：

? 碳（C）含量≤0.04 - 0.10；硅（Si）含量≤0.80；錳（Mn）含量≤0.40；磷（P）含量≤0.020；硫（S）含量≤0.015；鉻（Cr）含量為 18.0 - 21.0；鎳（Ni）為余量；硼（B）含量≤0.008；銅（Cu）含量≤0.20。

? 其他元素：銀（Ag）含量≤0.0005；鋁（Al）含量為 1.0 - 1.80；鈦（Ti）含量為 1.80 - 2.70；鐵（Fe）含量≤1.50；鈷（Co）含量≤2.00；鉍（Bi）含量≤0.0001；鉛（Pb）含量≤0.002；鈮（Nb）無明確含量要求。注：B 按計算量加入，允許加入微量的 Ce、Zr、Mg 元素。

5. 應用概況與特殊要求：該合金主要用作發動機轉子葉片、導向葉片支座、扇形件安裝環、螺栓、葉片鎖板等零件。

二、Nimonic80A（GH80A）物理及化學性能

6. 熱性能：

? 熔化溫度范圍：熔點 1405℃。

? 熱導率：隨溫度變化而不同，在 100℃時為 12.11 W/(m·℃)，200℃時為 13.83 W/(m·℃)，300℃時為 15.48 W/(m·℃)，400℃時為 16.75 W/(m·℃)，500℃時為 18.39 W/(m·℃)，600℃時為 20.93 W/(m·℃)，700℃時為 23.48 W/(m·℃)，800℃時為 25.57 W/(m·℃)，900℃時為 27.66 W/(m·℃)。

? 線膨脹系數：在不同溫度區間有不同的值，16～100℃時為 12.18×10??℃?¹，16～200℃時為 12.86×10??℃?¹，16～300℃時為 13.69×10??℃?¹，16～400℃時為 14.08×10??℃?¹，16～500℃時為 14.50×10??℃?¹，16～600℃時為 14.94×10??℃?¹，16～700℃時為 15.36×10??℃?¹。

7. 密度：ρ = 8.15g/cm³。

8. 電性能：室溫電阻率為 1.23×10??Ω.m。

9. 磁性能：無磁性。

10. 化學性能：抗氧化性能方面，在空氣介質中試驗 100h 的氧化速率在不同溫度下有所不同，700℃時為 0.037g/(m²·h)，750℃時為 0.041g/(m²·h)，800℃時為 0.047g/(m²·h)。

三、Nimonic80A（GH80A）力學性能

Nimonic80A 渦輪葉片用棒材規定性能如下：技術標準為 WS9 - 7009 - 1996，試樣串聯對數為 3，持久性能在 750℃、σ = 340MPa 時，斷裂時間單個值≥23h，平均值≥32h，范圍值（Rmax）=(F)·( )（此處表述不明確，需結合具體標準進一步理解）。

四、Nimonic80A（GH80A）組織結構

11. 相變溫度：未明確給出。

12. 時間 - 溫度 - 組織轉變曲線：未明確給出。

13. 合金組織結構：葉片毛坯按不同熱處理規范處理有不同的組織特征。如經 1080℃±10℃，8h，空冷處理后，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。所以在該處理后，晶界上呈現出不連續狀態的 M7C3 和 M23C6，晶內有γ′相和 MC。經 1080℃±10℃，8h，空冷＋700℃±5℃，16h 處理后的組織特征暫未明確給出。