冶韩Ni-Co-Ci-基沉淀硬化型变形高温合金圆钢，棒料，锻Nimon105Nimonic 105

Nimonic105是Ni-Co-Ci-基沉淀硬化型变形高温合金，使用温度750℃-950℃。合金的室温和高温强度较高，抗氧化性能良好，但热加工性能和焊接性能一般。适用于制造航空发动机涡轮叶片、高温螺栓等高温零部件。冶韩主要产品有热轧棒材和扁材、冷拉棒材、型材和环形件等。
特性

高熔点:Nimonic 105具有相对较高的熔点，使其在高温下仍能保持稳定的结构。这使其适用于航空发动机和燃气轮机等高温工况。

抗氧化性:Nimonic 105合金中的铬成分形成致密的氧化铬层，有效防止高温下的氧化。这有助于保持材料的表面质量并提高其在高温气氛中的稳定性。

机械强度:Nimonic 105在高温环境下仍能保持优异的机械强度，这是其在高温条件下使用的重要优势之一。这种强度使其适用于高温和高应力的工作环境。

Nimonic105化学成分元素（wt%）：

　　碳 C: 0.12

　　硅 Si: —

　　锰 Mn: —

　　铬 Cr: 15

　　镍 Ni: 53

　　钼 Mo: 5

　　钴 Co: 20

　　钨 W: —

　　铝 Al: 4.7

　　铜 Cu: —

　　钛 Ti: 1.2

　　铁 Fe: —

　　其他(％): —

牌号：GH4105（GH105） Nimonic105
Nimonic105物理及力学性能
密度：8.01g/cm3 使用温度950 ℃

1340-1380℃

Nimonic105热处理制度

叶片用热轧棒和扁 材、锻件，1150℃±10℃*4h/AC+1030℃±10℃*16h/AC+ 700℃±5℃*16h/AC；

冷拉棒，1125℃±10℃/AC+850℃±10℃*16h/AC，其中固溶保温时间：d≤3mm，1h；d>3mm-6mm，2h；d>6mm-40mm，4h。

工艺

热加工

Nimonic105合金中元素的种类和含量很多。较高的合金化程度提高了变形抗力和再结晶温度，因此合金的热加工窗口较窄。应控制合金的热加工工艺，以避免变形时开裂。Nimonic105合金在950~1250℃温度和0.38~64.3s1应变速率下的热变形行为。结果表明，在Y′相溶解温度以上，该合金的热变形行为与单相镍基合金相似。合金的动态再结晶体积分数随着温度的升高和应变速率的降低而增加。热变形过程中动态再结晶的平均激活能为345kJ/mol，合金适宜的热加工参数为1007~1177℃/0.4s1和1127~1207℃/65s′。由于热脆性，合金在高温下变形，出现沿晶裂纹；在低温变形过程中，由于大量的应变硬化，合金中出现穿晶裂纹。
 

合金的相组成

Nimonic 105合金的组成相主要包括y相基体、与基体共格关系的γ相以及少量MC和M23C6碳化物。

（1）γ基体

Nimonic 105合金的基体相为γ相，它具有面心立方的晶体结构（Face-centered cubic，FCC），主要组成元素是Ni元素。y相具有较高的固溶度，可以溶解较多的Cr、Mo、Co和Fe等元素，起到固溶强化作用，从而强化基体。γ相对Al和Ta元素的固溶度相对较低。

（2）γ’相

Y【Nis（Al，Ti）】相是合金的主要强化相，具有L12长程有序的面心立方结构，每个晶胞中包含1个Al原子和3个Ni原子，Al原子位于晶胞顶点位置，而Ni原子占据面心位置。γ相中Ni原子可以被Co原子取代，Al原子可以被Ti和Mo原子取代，而Cr原子可以取代Ni或Al原子。由于γ相与γ相的晶体结构相同，点阵常数相差很小，因此在低于γ相的溶解温度以下进行热处理或服役过程中，y’相在γ基体中大量析出，其形貌通常为球

形，并与基体保持共格关系。基体中析出的Y相阻碍位错运动，从而提高合金的强度。y'相的形貌、含量、尺寸和分布等对合金的力学性能有较大影响。

（3）碳化物

合金中主要的碳化物为MC和M23CσMC碳化物具有面心立方结构，其特点是高熔点、高硬度。在冶炼和凝固过程中，合金中的C元素容易和Ti、Mo 和 Zr元素结合形成一次 MC碳化物，其熔点可达1300℃，在后续热处理过程中不能完全溶解而保留在基体中。一次MC碳化物通常比较稳定，然而在高温长时时效或服役时可能会发生缓慢的分解，转变为MzsCa或MsC等碳化物。在时效过程中还可能析出少量细小的二次 MC碳化物。在Nimonic 105合金中，MC碳化物主要是TiC，呈球形或块状分布在晶界和晶内，阻碍位错运动，钉扎晶界，起到一定的强化作用。

M23C6碳化物也是面心立方结构，其中M元素主要为Cr元素，即Crac6 碳化物，部分Cr元素可以被Mo、Co和Ni元素取代。M23C6碳化物的形貌通常为球形或块状，分布在晶界和晶内，但主要在晶界上析出，呈不连续分布，可以阻碍位错运动和晶界滑动，提高合金的持久强度。在长期服役或时效后，MzsC6碳化物会长大粗化，当MzsC6碳化物在晶界上形成连续的碳化物链时，有利于裂纹在晶界形核和扩展，降低合金的冲击韧性和持久寿命。