GH80AGH4080ANimonic80AUNSNO7080NiCr20TiAl鎳基變形高溫合金

材料牌號：GH80A

英國牌號：Nimonic80A

一、GH80A概述

GH80A以鎳鉻為基體，加鋁鈦形成γ′除鋁含量略高外，其他相彌散強化的高溫合金GH4033使用溫度為700~800℃，在650～850℃具有良好的抗蠕變性和抗氧化性。該合金具有良好的冷熱加工性能，主要供應熱軋棒、冷拉棒、熱軋板、冷軋板、帶材和環形件，用于制造發動機轉子葉片、導向葉片支架、螺栓、葉片鎖板等部件。

1.1GH80A材料牌號GH80A。

1.2GH80A相近牌號Nimonic80A(英國)。

1.3GH80A材料技術標準

1.4GH80A化學成分

CCrNiAlTi

0.04～0.1018.0～21.0余1.00～1.801.8～2.7

CoFeBMnSiPSAgBiCuPb

2.01.500.0080.400.800.0200.0150.00050.00010.200.002

注：B允許按計算量添加微量Ce、Zr、Mg元素。

1.5GH80A熱處理系統葉片用棒材為：1080℃±10℃,8h,空冷＋700℃±5℃,16h,空冷。熱軋、鍛造、冷拉桿：按表12的規定進行。軋環：(1050~1080℃)±10℃，不大于2h，水冷＋750℃±5℃(或 700℃±5℃),4h(或16h),空冷。熱軋板、冷軋板和帶材為：供應狀態+750℃±10℃，4h，空冷。

材料類型固溶處理制度及時性制度

熱加工用熱軋(或鍛造)棒材1080℃±10℃，8h，空冷700℃±5℃,16h,空冷或750℃±5℃,4h,空冷

熱加工用熱軋(或鍛造)棒材按制度①或②進行①1080℃±10℃,保溫時間表13規定，油冷或水冷或空冷。(正常情況下，d≥40mm，油冷）②1080℃±10℃,保溫時間表13規定GH80A和GH145 ，空冷 1080℃±10℃，保溫30min，水冷

冷拉棒材料1080℃±10℃,保溫時間按表14規定，水冷或空冷。

直徑mm保溫時間h直徑mm保溫時間h

≤31>6～12.54

>3～62>12.58

直徑或截面尺寸較小mm保溫時間min直徑或截面尺寸較小mm保溫時間min

≤1515～30>15～2530～45

1.6GH80A供應直徑d20～55mm熱軋棒的葉片直徑不大于300mm的熱軋或鍛制棒材。冷拉棒材供應直徑8～45mm圓棒及內切圓直徑d8～36mm六角形棒材。供應外徑。供應外徑1000mm、內徑900mm、高度130mm軋制形件。供應厚度不大于9.5mm熱軋板的厚度不大于4.0mm冷軋薄板厚度不大于0.8mm冷軋帶。葉片由熱軋棒材供應，無需熱處理，其表面應全部拋光或拋光。加工用熱軋棒材固溶，氧化皮供應。冷拉桿材料在冷拉和拋光狀態下供應，冷拉桿材料在冷拉和氧化皮狀態下供應GH80A和GH145，熱加工棒材以制造狀態和氧化皮供應(鍛造廠的棒材應在車光后供應，其表面粗糙度不小于3.2μm）。軋制環形件采用固溶處理和粗加工供應。熱軋板、冷軋板、帶材經軟化、堿酸洗、切邊、平整或矯直后供應。

1.7GH80A熔煉和鑄造工藝葉片采用真空感應熔煉加電渣重熔工藝。軋制環和熱軋、鍛造和冷拉桿采用感應熔煉加電渣或真空感應熔煉加真空電弧重熔gh80a合金定制，或真空感應熔煉加電渣重熔工藝。

1.8GH80A本合金主要用于發動機轉子葉片、導向葉片支架、風扇部件安裝環、螺栓、葉片鎖板等部件。

二、GH80A物理化學性能

2.1GH80A熱性能

2.1.1GH80A熔化溫度范圍內的熔點1405℃[1]。

2.1.2GH80A熱導率見表21。

表21[1]

θ℃100200300400500600700800900

λ(W(m·℃))12.1113.8315.4816.7518.3920.9323.4825.5727.66

2.1.3GH80A線膨脹系數見表22。

2.2GH80A密度ρ8.15gcm3[2]。

表22[2]

θ℃16~10016~20016~30016~40016~50016~60016~700

α106℃112.1812.8613.6914.0814.5014.9415.36

2.3GH80A電性能室溫ρ1.23×106Ω.m[1]。

2.4GH80A磁性能無磁性。

2.5GH80A化學性能

2.5.1GH80A空氣介質抗氧化性能試驗100h氧化速率見表23。

表23[3]

θ℃700750800

氧化速率(g(m2·h))0.0370.0410.047

三、GH80A力學性能

GH80A渦輪葉片用棒材規定性能見表31。

技術標準樣品串聯對數持久性能

θ℃σMPa斷裂時間h

單個平均值的范值(Rmax)(F)·()

WS9700919963750340≥23≥32≤0.6×實際平均值

四、GH80A組織結構

4.1GH80A相變溫度

4.2GH80A時間溫度組織轉變曲線

4.3GH80A根據不同熱處理規范處理合金組織結構葉片毛坯的組織特點：1080℃±10℃,8h,空冷處理：在1080℃時基體中的γ′相和一些M7C3及M23C6晶界碳化物溶解在固溶體中。晶界在冷卻過程中形成M7C3和M23C6富鉻碳化物。M7C3大約在1000℃上述沉淀，并在較低溫度下轉化為M23C6。M23C6在750～1000℃還可獨立形成核，生成晶界碳化物。所以在1080℃±10℃,8h,空冷處理后，晶界呈現不連續狀態M7C3和M23C6，晶內有γ′相和MC。

1080℃±10℃,8h,空冷＋700℃±5℃,16h,空冷處理：合金基于固溶組織700℃±5℃,16h時效，晶界M7C3繼續轉變為M23C6，因此，在晶界上沉淀稱為連續M23C6，晶內的γ′相也長大成球形質點[4]。

五、GH80A工藝性能及要求

5.1GH80A成形性能

5.1.1GH80A鍛造合金具有良好的鍛造性能。鋼錠加熱溫度為1120~1150℃，鍛造溫度不低于1000℃。停鍛溫度不低于950℃[2]。

5.1.2GH80A1120~1150℃，停軋溫度不低于930℃[2]。

5.1.3GH80A渦輪葉片的鍛造渦輪葉片應按規定的工藝要求噴涂防護潤滑劑，干燥后可加熱。電爐中加熱零件毛坯，爐溫800℃±20℃，保溫60min，加熱溫度1090℃±10℃GH80A和GH145gh80a合金定制 ，保溫35min，開鍛溫度1090℃，停鍛溫度950℃，在臥鍛機上鍛造，鍛造前用二硫化鉬潤滑模具。零件毛坯鍛造的中間工藝應固溶，加熱溫度1130℃±10℃，保溫60min，空冷。吹砂后，按規定的工藝要求噴涂防護潤滑劑gh80a合金定制，烘干后入爐加熱。零件毛坯按上述規定安裝、加熱、保溫，最終鍛造在曲柄壓力機上，鍛造前用二硫化鉬潤滑模具。

5.2GH80A氬弧焊和縫焊可自動對接焊接性能合金。

5.2.1GH80A無焊絲自動鎢極氬弧焊(對接)規范見表51。

表51[2]

厚度mm焊前狀態電流A電壓V焊速(mmin)墊板氣體流量(Lmin)背氣流(Lmin)鎢極直徑mm焊嘴直徑mm

1.2軟態5510～120.214.571.510～155～62～410～14

注：焊接前用砂布打磨樣品，用丙酮清洗，厚度不大于1.2mm板材不加焊絲，一次焊接成型。

5.2.2GH80A縫焊規范見表52。

表51[2]

厚度mm焊前滾盤寬度mm功率級電壓V脈沖格休止熱量格焊接速度(mmin)電極壓力N

1.2軟態5.56.5339015155～80.158728

5.2.3GH80A焊接接頭的力學性能見表53。

表53[2]

焊接方法接頭厚度mm焊接前狀態焊接后狀態接頭強度系數%

θ℃σbMPa

自動氬弧焊對接1.2軟態1080℃±10℃,8h,空冷＋750℃±5℃,4h,空冷201138～1236100

縫焊搭接1.2軟態20950～108085

注：本表數據時有兩批板材，每批2個樣品的拉伸試驗數據處理結果。

5.3GH80A零件熱處理工藝零件的熱處理工藝按照相應的材料技術標準進行。板材和帶材的沖洗 壓成形件，在每成形一次后需進行中間真空退火，1060℃±10℃,10min,氬氣風扇冷卻，零件的最終熱處理是在真空爐中進行時效處理，750℃±10℃,4h,氬氣風扇冷卻。對于葉片在固溶后（時效前）制造過程中產生的局部加工硬化應按規定的要求進行氬氣或氫氣保護表面退火，退火溫度1070～1090℃。

{n}{n}{n}

{n}　　5.4GH80A表面處理工藝

{n}{n}{n}

{n}　　5.5GH80A切削加工與磨削性能GH80A具有良好的機加工性能，完全熱處理狀態具有好的機加工性能。

{n}