Nimonic80A镍基高温合金

一、Nimonic80A（GH80A）镍基合金概述

Nimonic80A（GH80A）是以镍-铬为基体，添加铝、钛形成γ′相弥散强化的高温合金。除铝含量略高外，其他与 GH4033 相近，使用温度为 700～800℃，在 650～850℃具有良好的抗蠕变性能和抗氧化性能。该合金冷、热加工性能良好，主要供应热轧棒材、冷拉棒材、热轧板材、冷轧板材、带材以及环形件等，用于制造发动机转子叶片、导向叶片支座、螺栓、叶片锁板等零件。

1. 材料牌号：Nimonic80A。

2. 相近牌号：GH80A/GH4180(中国)。

3. 技术标准：材料的技术标准暂未明确列出，需进一步参考相关规范文件。

4. 化学成分：

◦ 碳（C）含量≤0.04 - 0.10；硅（Si）含量≤0.80；锰（Mn）含量≤0.40；磷（P）含量≤0.020；硫（S）含量≤0.015；铬（Cr）含量为 18.0 - 21.0；镍（Ni）为余量；硼（B）含量≤0.008；铜（Cu）含量≤0.20。

◦ 其他元素：银（Ag）含量≤0.0005；铝（Al）含量为 1.0 - 1.80；钛（Ti）含量为 1.80 - 2.70；铁（Fe）含量≤1.50；钴（Co）含量≤2.00；铋（Bi）含量≤0.0001；铅（Pb）含量≤0.002；铌（Nb）无明确含量要求。注：B 按计算量加入，允许加入微量的 Ce、Zr、Mg 元素。

5. 应用概况与特殊要求：该合金主要用作发动机转子叶片、导向叶片支座、扇形件安装环、螺栓、叶片锁板等零件。

二、Nimonic80A（GH80A）物理及化学性能

6. 热性能：

◦ 熔化温度范围：熔点 1405℃。

◦ 热导率：随温度变化而不同，在 100℃时为 12.11 W/(m·℃)，200℃时为 13.83 W/(m·℃)，300℃时为 15.48 W/(m·℃)，400℃时为 16.75 W/(m·℃)，500℃时为 18.39 W/(m·℃)，600℃时为 20.93 W/(m·℃)，700℃时为 23.48 W/(m·℃)，800℃时为 25.57 W/(m·℃)，900℃时为 27.66 W/(m·℃)。

◦ 线膨胀系数：在不同温度区间有不同的值，16～100℃时为 12.18×10⁻⁶℃⁻¹，16～200℃时为 12.86×10⁻⁶℃⁻¹，16～300℃时为 13.69×10⁻⁶℃⁻¹，16～400℃时为 14.08×10⁻⁶℃⁻¹，16～500℃时为 14.50×10⁻⁶℃⁻¹，16～600℃时为 14.94×10⁻⁶℃⁻¹，16～700℃时为 15.36×10⁻⁶℃⁻¹。

7. 密度：ρ = 8.15g/cm³。

8. 电性能：室温电阻率为 1.23×10⁻⁶Ω.m。

9. 磁性能：无磁性。

10. 化学性能：抗氧化性能方面，在空气介质中试验 100h 的氧化速率在不同温度下有所不同，700℃时为 0.037g/(m²·h)，750℃时为 0.041g/(m²·h)，800℃时为 0.047g/(m²·h)。

三、Nimonic80A（GH80A）力学性能

Nimonic80A 涡轮叶片用棒材规定性能如下：技术标准为 WS9 - 7009 - 1996，试样串联对数为 3，持久性能在 750℃、σ = 340MPa 时，断裂时间单个值≥23h，平均值≥32h，范围值（Rmax）=(F)·( )（此处表述不明确，需结合具体标准进一步理解）。

四、Nimonic80A（GH80A）组织结构

11. 相变温度：未明确给出。

12. 时间 - 温度 - 组织转变曲线：未明确给出。

13. 合金组织结构：叶片毛坯按不同热处理规范处理有不同的组织特征。如经 1080℃±10℃，8h，空冷处理后，在 1080℃时基体中的γ′相和一些 M7C3 及 M23C6 型晶界碳化物溶入固溶体。在冷却过程中晶界形成 M7C3 和 M23C6 型富铬碳化物。M7C3 大约在 1000℃以上沉淀出来，并在较低温度下转变为 M23C6。M23C6 在 750～1000℃析出，也能独立成核，生成晶界碳化物。所以在该处理后，晶界上呈现出不连续状态的 M7C3 和 M23C6，晶内有γ′相和 MC。经 1080℃±10℃，8h，空冷＋700℃±5℃，16h 处理后的组织特征暂未明确给出。