(1)牌号和化学成分见表3-28、表3-29。
表8-28高温合金的牌号及化学成分
注:1.GHl035合金中的Ti和Nb为任选其一,不是同时加入的。
2.GH3039合金中允许有铈(Ce)存在。
3.表中B、Zr、Ce的含量为计算加入量,可不分析测定(除非产品标准或协议、合同中另有规定)。
表8-29高温合金的成品化学成分(质量分数)允许偏差 (%)
元 素 |
规定元素的范围 |
允许偏差 |
|
上偏差 |
下偏差 |
||
C |
≤0.10 >O.10~≤0.25 >0.25 |
O O.02 |
0.01 0.02 |
si |
≤O.05 >0.05~0.25 >0.25~O.50 >O.50~1.00 |
0.01 0.02 O.03 O.05 |
O.Ol O.02 0.03 O.05 |
Mn |
≤1.00 >1.00~3.00 >3.00 |
0.03 O.04 O.07 |
O.03 0.04 0.07 |
P |
全范围 |
|
O.005 |
S |
全范围 |
|
O.003 |
V |
全范围 |
O.02 |
0.02 |
Cr |
>5.O~15.O >15.O~25.O |
0.15 O.25 |
0.15 O.25 |
Fe |
≤5.O >5.O~lO.O >lO.0~15.O >15.O~30.0 >30.0~50.O |
O.05 0.10 O.15 O.30 O.45 |
0.05 0.10 O.15 O.30 0.45 |
Ni |
>20.O~30.0 >30.O~40.0 >40.0~60.O >60.0~80.0 |
0.25 0.30 O.35 O.45 |
0.25 O.30 O.35 0.45 |
Al |
≤5.O >5.0 |
O.02 0.10 |
0.02 0.10 |
Ti |
≤0.50 >0.50~1.00 >1.00~2.00 >2.00~3.50 >3.50~5.00 |
O.03 O.04 O.05 0.07 O.10 |
O.03 O.04 0.05 0.07 O.10 |
元 素 |
规定元素的范围 |
允许偏差 |
|
上偏差 |
下偏差 |
||
C0 |
≤O.20 >0.20~1.00 >1.0~5.O |
0.02 O.03 O.05 |
O.02 O.03 O.05 |
Nb |
≤5.O >5.O |
O.02 O.10 |
O.02 O.10 |
W |
≤5.O >5.0 |
0.05 0.10 |
0.05 O.10 |
Mo |
≤5.O >5.O |
O.02 0.10 |
O.02 0.10 |
Cu |
≤O.20 >O.20~O.50 >0.50~5.00 |
O.02 O.03 O.04 |
O.02 0.03 0.04 |
(2)用途见表3—30。
表8-30高温合金的特性和应用
类别 |
牌 号 |
主要特性 |
应用举例 |
1. 固 溶 强 化 型 铁 基 合 金 |
GHl015 |
这类合金含铬、镍量相对较高,含弥散强化相形成元素(V、Al、Ti)量相对较少。它的热处理主要形式为“固溶处理”,通过固溶处理可达到强化的目的。在零件需要多次冷压加工时,为消除加工硬化、恢复塑性,也要进行固溶处理。零件焊接后通常进行退火处理以消除内应力。由于铬、镍含量较高,故这类合金抗氧化温度较高,一般可达900%以上;但因含弥散强化相形成元素较少,合金中化合物数量较少,故室温强度、高温强度都较低。这类合金固溶处理后的组织为奥氏体,故塑性好,可以冷压成形;由于含碳量少,故焊接性亦好这类合金主要用来制作形状复杂、冷压成型、受力不大,但要求抗氧化能力较高的高温零件,其中最典型的零件是涡轮发动机的燃烧室 |
|
GHl016 |
700~900%的涡轮发动机的燃烧室、加力燃烧室等零件 |
||
GHl035 |
750~ |
||
GHl040 |
|
||
GH1131 |
|
||
GH1140 |
800~ |
||
2. 时 效 硬 化 型 铁 基 △ 口 金 |
GH2018 |
这类合金铬、镍含量相对较低,故抗氧化的温度仅约800%,但是含弥散强化相形成元素(v、Al、Ti)量相对较高,在固溶体基体上可形成化合物强化相,所以常用热处理形式为固溶处理+时效。通过固溶处理,可以使合金固溶强化;通过时效处理,可以使合金析出细小强化相[VC、Ni3Al、Ni3Ti,Ni3(Al·Ti)],从而提高室温和高温强度。固溶并时效处理后的组织为奥氏体+弥散化合物。例如GH2132的化合物量为2.5%、GH2135的化合物量为14%这类合金通常应用于高温下受力的零件,如涡轮盘、螺栓和工作温度不高的转子叶片等 |
|
GH2036 GH2038 |
|
||
|
|
||
GH2130 |
|
||
GH2132 |
650~ |
||
GH2135 |
700~ |
||
GH2136 |
650~ |
||
GH2302 |
800~ |
||
3. 固 溶 强 化 型 镍 基 金 |
GH3030 |
特性、用途和相应的固溶强化型铁基合金、时效硬化型铁基合金基本相同。不同之处在于基体的差别。铁基高温合金的基体金属是铁(含铁量约50%左右),含铬量约10%。23%、含镍量约7%一40%;而镍基高温合金的基体金属是镍,镍含量大于50% 由于镍含量的提高,故镍基高温合金比铁基高温合金的热强性高,最高工作温度已达到 |
|
GH3039 |
800~ |
||
GH3044 |
850~ |
||
GH3128 |
800~ |
||
4. 时 效 硬 化 型 镍 基 合 金 |
GH4033 |
下的涡轮盘等材料 |
|
GH4037 |
800~ |
||
GH4043 |
800~ |
||
GH4049 |
|
||
GH4133 |
700~ |
||
GH4169 |
350~ |
注:各成分含量皆指质量分数。
常用高温合金成分表
合金/UNS |
说明 |
镍+ |
碳 |
锰 |
铁 |
硅 |
其它 |
比重(lb/cu.in.) |
NICKEL200N02200 |
纯镍,耐腐蚀性高,用于食品和电子。 |
99.5 |
0.08 |
0.18 |
0.2 |
0.18 |
Cu .13 |
0.321 |
NICKEL201N02201 |
除碳含量低以获得较好的可塑性外,基本与镍200相似,主要用于化学工业。 |
99.5 |
0.01 |
0.18 |
0.2 |
0.18 |
Cu .13 |
0.321 |
HASTELLOY C-22N06022 |
镍、铬、钼、钨多种金属合金,对很多工业用化学剂有抗腐蚀性,焊接性优异。 |
56 |
.010MAX |
.50MAX |
3 |
.08MAX |
Co 2.5MAX |
0.314 |
W 3 |
||||||||
Cr 22 |
||||||||
V .35MAX |
||||||||
Mo 13 |
||||||||
HASTELLOY C-30N06030 |
高铬、镍合金,对硫酸及其它酸氧化环境有极高的耐腐蚀特性。 |
40 |
0.03 |
1.5MAX |
13-17 |
.8MAX |
Co 5MAX |
0.297 |
W 1.5-4 |
||||||||
Cr 28-31.5 |
||||||||
V 1-2.4 |
||||||||
Mo 4-6 |
||||||||
Cb+Ta .3-1.5 |
||||||||
HAYNES 214N07214 |
沉淀硬化性镍和金,抗氧化能力高达2000ºF。用于炉中暴露在铬碳、氯污染及氯化环境中的部件及气轮机部件。 |
76.5 |
- |
- |
3 |
- |
Cr 16.0 |
0.29 |
Al 4.5 |
||||||||
HAYNES 230N06230 |
镍、铬、钼、钨合金,在温度高达2100ºF的环境中有极佳的、长时间抗氧化能力。 |
53.5 |
0.1 |
0.5 |
3MAX |
0.4 |
Cr 22 |
0.324 |
Al .3 |
||||||||
W 14 |
||||||||
la .02 |
||||||||
Mo 2 |
||||||||
B .015MAX |
||||||||
Co 5MAX |
||||||||
HAYNES 242(None) |
时效硬化性的镍合金,可在1300ºF温度中使用。热膨胀低,抗氧化性好,有极佳的时效延展性,用于气轮机及化工厂。 |
62.5 |
0.03 |
0.8 |
2 |
0.8 |
AL 0.50 |
0.327 |
Cr 7-9 |
||||||||
Cu 0.50 |
||||||||
Co 2-5 |
||||||||
Mo 24-26 |
||||||||
MONEL 400N04400 |
在较大温度范围内的固溶和高强度合金,适用于电子部件和弹簧。在高达1000ºF温度下有抗腐蚀和氧化能力。 |
66.5 |
0.15 |
1 |
1.25 |
0.5 |
Cu 31.50 |
0.319 |
S 0.1 |
||||||||
MONEL K-500N05500 |
类似MONEL®4001,但具有更高的抗拉强度。沉淀硬化性合金。用于油田钻井套管和外科手术刀。在423ºF-1200ºF温度环境中有较好的强度和延展性。 |
66.5 |
0.13 |
0.75 |
1 |
0.5 |
Cu 29.5 |
0.306 |
Ti .63 |
||||||||
Al 2.73 |
||||||||
INCONEL 600N06600 |
较高的耐腐蚀性,并具有优异的强度和易加工特性。主要用于腐蚀环境。在高达2150ºF温度的环境下有耐氧化性能。 |
76 |
0.08 |
0.5 |
8 |
0.25 |
Cu .25 |
0.304 |
Cr 15.50 |
||||||||
INCONEL 625N06625 |
极高的耐腐蚀性和可加工性。适用于从低温到高达2000ºF温度的环境。 |
61 |
0.08 |
0.25 |
2.5 |
0.25 |
Cr 21.50 |
0.305 |
Mo 9.0 |
||||||||
Al .20 |
||||||||
Cb+Ta 3.65 |
||||||||
Ti .20 |
||||||||
Nb 3.65 |
||||||||
INCONEL 718N07718 |
高强度、耐腐蚀合金,用于423ºF到1300ºF温度环境。应用于核工业。 |
52.5 |
0.04 |
0.18 |
17.5 |
0.18 |
Cu .15 |
0.296 |
S .008 |
||||||||
Al .50 |
||||||||
Mo 3.05 |
||||||||
Ti .90 |
||||||||
Cb+Ta 5.13 |
||||||||
Cr 19.0 |
||||||||
Nb 5.13 |
||||||||
INCONEL X-750N07750 |
沉淀硬化性镍铬合金,强度适用于高达1500ºF温度的环境。较好的耐腐蚀和抗氧化性。 |
73 |
0.04 |
0.5 |
7 |
0.25 |
Cu .25 |
0.298 |
Cr 15.50 |
||||||||
Al .70 |
||||||||
S .005 |
||||||||
Ti 2.50 |
||||||||
Cb+Ta .95 |
||||||||
INCOLOY 800N08800 |
镍、铁、铬合金,高温时有防渗碳作用。 |
32.5 |
0.05 |
0.75 |
46 |
0.5 |
Cu .38 |
0.29 |
Cr 21.00 |
||||||||
Al .38 |
||||||||
Ti .38 |
||||||||
INCOLOY 825N08825 |
耐强腐蚀环境的合金,如硫酸、磷酸及海水。 |
42 |
0.03 |
0.5 |
29 |
0.25 |
Cu 2.25 |
0.294 |
Cr 21.50 |
||||||||
Al .10 |
||||||||
S .015 |
||||||||
Ti .90 |
||||||||
Mo 3.00 |
||||||||
Ni-SpanC 902N09902 |
镍、铁、铬合金,适用于温度变化剧烈环境的精密弹簧件。 |
42.25 |
0.03 |
0.4 |
48.5 |
0.5 |
Al .55 |
0.293 |
Cr 5.33 |
||||||||
Ti 2.58 |
||||||||
S .02 |
||||||||
HASTELLOY B-2N10665 |
用于化学工业,抗盐酸、硫酸、磷酸。在高达1400ºF温度下抗氧化。 |
69 |
.02MAX |
1.00MAX |
2.0MAX |
.10MAX |
Mo 26- 30 |
0.333 |
Co 1.00MAX |
||||||||
Cr 2.50MAX |
||||||||
HASTELLOY C-276N10276 |
适用于化学工业,可抗氧化剂。能够替代HASTELLOY®C2,但具有更好的可加工性。 |
66 |
.02MAX |
1.00MAX |
4.0-7.0 |
.08MAX |
Cr 14.5-16.5 |
0.321 |
W 3.0- 4.5 |
||||||||
Mo 15.0-17.0 |
||||||||
Co 2.50MAX |
||||||||
HASTELLOY XN06002 |
喷气式发动机部件,包括后燃室、叶片、尾管、蜂窝、波纹管及管道。在温度高达2200ºF时有很好的强度和抗氧化性。 |
|
|
|
|
|
Cr 20.5-23.0 |
0.297 |
W .20-1.0 |
||||||||
Mo 8.0-10.0 |
||||||||
Co .50-2.5 |
||||||||
HAYNES 188R30186 |
钴合金,在温度高达2000ºF环境下具有很高强度和抗氧化性,同时具有极佳的后置延展性。 |
20.0-24.0 |
.05-.15 |
1.25MAX |
3.0MAX |
.20-.50 |
Co 38.0 |
0.33 |
W 13.0-16.0 |
||||||||
Cr 20.0-24.0 |
||||||||
La .03-.15 |
||||||||
HAYNES 25L-605R30605 |
喷气发动机部件、燃室和后燃室部件。在高达1900ºF |
9.0-11.0 |
.05-.15 |
1.25MAX |
3.0MAX |
.40MAX |
Co 51.0 |
0.33 |
Cr 19.0-21.0 |
||||||||
W 14.0-16.8 |
||||||||
WASPALOYN07001 |
喷气发动机涡轮、叶片、间隔器和轴。适用于高温部件。 |
56 |
.02-.10 |
.10MAX |
2.0MAX |
.15MAX |
Co 13.5 |
0.296 |
Al 1.3 |
||||||||
Cr 19.5 |
||||||||
Cu .10 |
||||||||
Mo 4.25 |
||||||||
Ti 3.0 |
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