Nimonic 90 (ЭИ929 / ХН55ВМТКЮ) — Высокожаропрочный дисперсионно-твердеющий никель-хром-кобальтовый сплав
Nimonic 90 (UNS N07090, ГОСТ ЭИ929 / ХН55ВМТКЮ) — это дисперсионно-твердеющий никель-хром-кобальтовый суперсплав, легированный титаном и алюминием. Сплав предназначен для работы при температурах до 920 °C и обладает значительно более высокими характеристиками жаропрочности по сравнению с Nimonic 80A благодаря добавлению кобальта (15–21%), который повышает температуру растворения γ'-фазы и стабилизирует структуру.
Химический состав (%)
| Элемент | Содержание |
|---|---|
| Ni | остаток (≈ 53–58) |
| Cr | 18,0 — 21,0 |
| Co | 15,0 — 21,0 |
| Ti | 2,0 — 3,0 |
| Al | 1,0 — 2,0 |
| Fe | ≤ 1,5 |
| C | ≤ 0,13 |
| Si | ≤ 1,0 |
| Mn | ≤ 1,0 |
| Cu | ≤ 0,20 |
| B | ≤ 0,020 |
| Zr | ≤ 0,15 |
| S | ≤ 0,015 |
Механические свойства (после термической обработки)
| Параметр | 20 °C | 600 °C | 800 °C |
|---|---|---|---|
| Предел прочности (σв) | ≥ 1200 МПа | ≥ 1050 МПа | ≥ 600 МПа |
| Предел текучести (σ0,2) | ≥ 780 МПа | ≥ 700 МПа | ≥ 480 МПа |
| Относительное удлинение (δ5) | ≥ 18% | ≥ 15% | ≥ 12% |
| Твёрдость (HB) | 300 — 380 | — | — |
Длительная прочность
| Температура | σ100 (МПа) | σ300 (МПа) | σ1000 (МПа) |
|---|---|---|---|
| 650 °C | 680 | 600 | 530 |
| 750 °C | 430 | 360 | 300 |
| 815 °C | 280 | 230 | 180 |
| 870 °C | 160 | 125 | 95 |
Физические свойства
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Плотность | 8,18 г/см³ |
| Температура плавления | 1310 — 1370 °C |
| Теплопроводность (20 °C) | 11,5 Вт/(м·К) |
| Коэффициент теплового расширения (20–800 °C) | 14,8 × 10⁻⁶ /°C |
| Электрическое сопротивление | 1,31 мкОм·м |
| Модуль упругости (20 °C) | 225 ГПа |
Механизм упрочнения
Nimonic 90 является развитием Nimonic 80A с добавлением кобальта. Упрочнение достигается за счёт:
- Дисперсионного твердения — выделение γ'-фазы Ni₃(Al,Ti) с высокой объёмной долей (до 20–25%)
- Твёрдорастворного упрочнения — кобальт в твёрдом растворе повышает предел текучести и температуру растворения γ'-фазы
- Карбидного упрочнения — выделение карбидов типа MC и M₂₃C₆ по границам зёрен
Термическая обработка включает:
- Закалка от 1080 °C (8 ч), охлаждение на воздухе
- Старение при 700 °C (16 ч), охлаждение на воздухе
Стойкость к окислению и коррозии
Nimonic 90 демонстрирует отличную стойкость к окислению до 920 °C благодаря высокому содержанию хрома и формированию защитного слоя Cr₂O₃. Добавка алюминия способствует образованию подслоя Al₂O₃, что дополнительно повышает жаростойкость. Сплав также устойчив к сульфидной коррозии в продуктах сгорания топлива.
Области применения
- Лопатки газовых турбин авиационных и промышленных двигателей
- Диски турбин высокого давления
- Высокотемпературные пружины и крепёжные детали
- Клапаны двигателей внутреннего сгорания спортивных и гоночных автомобилей
- Штамповый инструмент для горячего деформирования
- Крепёж для камер сгорания газотурбинных установок
- Детали выхлопных систем
Технологические характеристики
Nimonic 90 обрабатывается преимущественно в горячем состоянии. Ковка и штамповка выполняются при 1150–1050 °C. Холодная обработка возможна, но требует промежуточных отжигов. Сварка ограничена — рекомендуется сварка TIG с присадочным материалом близкого состава и обязательной последующей термообработкой. Механическая обработка требует твёрдосплавного инструмента.
Формы поставки
Shanghai Hangbo Alloy Group поставляет сплав Nimonic 90 в виде:
- Круглый прокат (прутки) — горячекатаные и кованые
- Поковки и кованые заготовки
- Горячекатаные листы
- Бесшовные трубы
- Лента холоднокатаная
- Штамповки
Стандарты: ASTM B637 (прутки), BS HR2 / HR202 / HR502, DIN 17742, ГОСТ 5632 (ЭИ929).
Shanghai Hangbo Alloy Group — производитель высококачественных никелевых и специальных сплавов. Свяжитесь с нами для получения технической консультации и коммерческого предложения.
