Nimonic 80A(UNS N07080)合金耐热

Nimonic 80A(UNS N07080)高温合金简介

Nimonic 80A是一种时效强化型的镍基高温合金。我国对应的牌号为GH80A。美国、德国牌号分别为UNS N07080和W.Nr.2.4952&2.4631。它在650-850℃高温下具有良好的抗蠕变性、抗腐蚀、抗氧化性以及断裂韧性。被广泛用于航空航天、船舶、火电核电及交通运输中。常用于制造航空发动机低压涡轮工作叶片、承力环、螺栓和套管、船用发动机气阀、燃气轮机叶片等多种高温关键部件。Nimonic 80A 是在 Nimonic 75、Nimonic 80 的基础上调整了 Al、Ti 的含量发展而来，英国最大的航空发动机公司Rolls-Royce早期的发动机叶片几乎全部采用Nimonic 80A变形合金。

Nimonic 80A高温合金中主要有Y，Y，MC，M-C3和MzS等相。其中y相是基体相，为奥氏体结构。能够和Cr、Co、W、Mo等元素形成固溶强化。Y【Nis（Al，Ti）】是主要的强化相，它是一种有序的FCC结构。在合金中呈球形均匀析出，其析出峰约为700℃，在 960℃~980℃左右溶解于基体。Nimonic 80A中Cr、Ti、Al等合金元素具有非常重要的强化作用。Cr元素主要起固溶强化作用。Cr固溶于γ相中，引起晶格畸变强化弹性应力场，起到强化作用；同时还能降低γ相的堆垛层错能，提高高温持久性能。另外，一部分Cr进入γ相，还有少量Cr与C元素形成碳化物，分别分布于晶粒内和晶界上，形成钉扎作用。Cr元素也能形成致密的Croa表面氧化层，起到抗腐蚀和抗氧化的作用。Al和Ti是γ'强化相的主要形成元素。镍基合金的高温性能与 Al、Ti含量以及 Ti/Al 比息息相关。Al、Ti总量越高，Y的固溶温度和γ体积分数越高。提高Ti/Al比，能提高合金的抗热腐蚀性能，然而在高温情况下Ti元素会增加γ和γ的错配度，导致γ不稳定。因此，高温下适合使用低Ti/Al比的合金，中低温下适合使用高Ti/Al比的合金。

Nimonic 80A(UNS N07080)合金的化学成分

Nimonic 80A(UNS N07080)合金 物理性能

高温合金的分类

高温合金种类繁多，其强化机理、性能、用途也不尽相同，因此，通常可以按照以下不同的标准进行分类：

1）按照基体元素种类可以分为：钴基、铁基和镍基高温合金。钴基高温合金具有良好的铸造和焊接性能，服役温度可达950℃，主要用于制造导向叶片材料，常见的钴基高温合金有GH5188，GH5605，GH6159（对应国外的HA188，L605，MP159），K40S 和K640S等。由于国内资源的稀缺，制约了钴基合金的发展。常见的铁基高温合金有30余种，如GH2135、GH761、GH1140。其使用温度在600～850℃，主要应用于涡轮盘及增压器材料。镍基高温合金应用最为广泛，其服役温度可高达1000℃，常见的有：Pyromet720、GH4049、GH441、Pyromet41、Nimonic 80A，常用于航空航天热端零部件，如涡轮盘、压气机盘、叶片等。