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Nimonic 93镍基合金

Nimonic 93合金是一种由英国Henry Wiggin公司研发的镍铬基沉淀硬化型变形高温合金。该合金以其优异的高温强度、良好的抗氧化和抗蠕变性能而著称，是尼蒙尼克（Nimonic）系列合金中的重要成员，广泛应用于航空航天、能源和工业制造等领域的高温部件。

一、 基本信息

中文名： Nimonic 93合金

外文名： Nimonic 93 Alloy

类型： 镍铬基沉淀硬化高温合金

标准： 符合AMS、BS等国际通用标准

常见形态： 热轧棒材、卷板（冷轧薄板/带材）、线材、锻件等

二、 特性与优势 上海冶韩合金集团公司销售部欢迎新老客户来电咨询!周工/TEL：①③⑧---①⑥①⑥---⑥③④③（vx号）

高强度重量比： 在高温下仍能保持很高的强度，有助于实现部件的轻量化设计。

长期组织稳定性： 在服役温度下，微观组织稳定，γ’强化相不易粗化或溶解，保证了性能的可靠性。

良好的工艺性能： 虽然是一种高强度合金，但仍具备较好的热加工性（如热轧、锻造）和冷加工性（在退火状态下），可加工成棒材、板材、线材等多种形态。

三、 化学成分

Nimonic 93合金的主要化学成分包括（质量分数，%）：

镍 (Ni)： 作为基体元素，含量最高，提供了良好的高温稳定性和奥氏体结构。

铬 (Cr)： 约18-21%，主要作用是形成致密的氧化铬（Cr₂O₃）保护膜，赋予合金优异的高温抗氧化和耐腐蚀能力。

钴 (Co)： 约15-21%，能有效固溶强化基体，提高合金的高温强度和抗蠕变性能。

钛 (Ti)： 约2.0-3.0%，是重要的强化元素，与铝共同形成主要的时效强化相γ‘-[Ni₃(Al, Ti)]。

铝 (Al)： 约1.0-2.0%，与钛协同作用，形成γ’相，实现沉淀硬化。

碳 (C)、锰 (Mn)、硅 (Si)、铜 (Cu) 等为微量残留元素，需严格控制其含量以保证合金纯净度和性能。

铁 (Fe) 含量通常被限制在较低水平。

物理与力学性能

Nimonic 93合金通过固溶处理和时效处理可获得z佳性能。其典型性能特点包括：

高温强度： 在650-750°C的温度范围内具有极高的抗拉强度和屈服强度，能够长期承受高应力载荷。

抗蠕变性能： 出色的抗蠕变性能使其成为制造高温环境下长期工作的紧固件和涡轮部件的理想材料。

抗氧化性： 在高温空气环境中，表面能形成稳定的保护性氧化层，有效抵抗氧化和腐蚀。

疲劳性能： 具有良好的抗热疲劳和机械疲劳性能。

物理性质： 具有较高的熔化温度范围（约1360-1410°C）和适中的密度。

四、 加工与热处理

该合金的典型热处理工艺为：

固溶处理： 在1080°C左右进行，使强化元素充分溶解到奥氏体基体中，为后续时效处理做准备。

时效处理： 在700-800°C范围内进行，促使γ‘相均匀、细密地析出，从而达到峰值强度。

热轧棒材和卷板通常在固溶处理或时效处理后交付，用户可根据最终用途进行后续的机加工或直接使用。
五、 应用领域

Nimonic 93合金因其卓越的性能，被广泛应用于以下领域：

航空航天： 主要用于制造航空发动机的涡轮叶片、涡轮p、紧固螺栓、燃烧室部件等高温关键部件。

能源工业： 用于燃气轮机的涡轮p、叶片、密封环以及核电设备中的某些高温紧固件。

工业制造： 适用于需要承受高温和高应力的模具、热处理设备夹具、高温弹簧等。

六、 注意事项

在使用和加工Nimonic 93合金时，应注意：

其加工硬化倾向较强，冷加工时需要采用大功率设备并注意中间退火。

焊接性能一般，需采用特定的焊接工艺和焊材。

应避免在合金的敏感温度区间（约700-900°C）长时间停留，以防止有害相的析出对性能造成损害。