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HastelloyX镍基高温合金

  • HastelloyX镍基高温合金

一、HastelloyX 概述
 
     HastelloyX是主要用铬和钼固溶强化的一种含铁量较高的镍基高温合金,具有良好的抗养化和耐腐蚀性能,在900以下有中等的持久和蠕变强度,冷、热加工成型性和焊接性能良好。使用于制造航空发动机的燃烧室部件和其他高温部件,在900以下长期使用,短时工作温度可达1080。供应的主要品种有板材、带材、管材、棒材、锻件、环形件和精密铸件。

1.1 HastelloyX 材料牌号  HastelloyX    
1.2 HastelloyX 相近牌号 GH3536,GH536,GH22,GH334,GH739,SG-5(中国)
UNS NO6002,HastelloyX(美国),NC22FeD(法国), NiCr22FeMo(德国),Nimonic PE13(英国)
1.3 HastelloyX 材料的技术标准
GJB 1952-1994  《航空用高温合金冷轧薄板规范》
GJB 2612-1996  《焊接用高温合金冷拉丝材规范》
GJB 3020-1997  《航空用高温合金环坯规范》
HB 5494-1992  《合金冷(轧)拔无缝管》
HB 5495-1992  《合金冷轧薄板》
HB 5496-1992  《合金圆饼、环坯和环形件》
HB 5497-1992  《合金热轧和锻制棒材》
HB 5498-1992  《H合金冷拉焊丝》
Q/3B 4074-1994  《合金冷轧带材技术条件》
Q/5B 4018-1992  《K536合金熔模精密铸件》
Q/CB 61-1996  《航空用合金冷加工焊接钢管》
1.4 HastelloyX 化学成分  见表1-1
表1-1%


C Cr Ni Co W Mo Al Ti Fe
0.05~0.15 20.5~23.0 余量 0.50~2.50 0.20~1.00 8.0~10.0 ≤0.50 ≤0.15 17.0~20.0
B Cu Mn Si P S  
不大于
0.010 0.50 1.00 1.00 0.025 0.015  
                             
注:B按计算量加入、不分析。
1.5 HastelloyX 热处理制度 板材和管材:1130~1170,快速空冷或水冷;棒材和环形件检验试样:1175℃±15,空冷或更快冷却;带材:1065~1105,快速冷却。
1.6 HastelloyX 品种规格与供应状态 供应δ0.5~4.0mm的板材,δ0.05~0.8mm的带材,外径4~20mm、壁厚1.0~2.0mm的管材,直径0.2~10.0mm的焊丝,直径≤300mm的棒材和各种直径及壁厚的环形件以及不同形状和尺寸的精密铸件。板材、带材和管材经固溶处理和酸洗后供应,带材也可呈冷轧状态供应;焊丝以硬态、半硬态、固熔加酸洗、光亮固溶处理状态成盘交货,也可以直条交货;棒材和环形件不经热处理交货。精密铸件于铸造状态供应。
1.7 HastelloyX 熔炼与铸造工艺 采用电弧炉加电渣或非真空感应炉加电渣重熔工艺。生产铸件则采用感应炉重熔母合金后浇注于加热的模壳内,浇注速度以快些为好。
1.8 HastelloyX 应用概况与特殊要求 该合金在国外航空发动机和民用工业中获得了极为广泛的应用,我国主要用于制造燃烧室部件和其他热端部件以及蜂窝结构等。合金在高温下长期使用后有一定的时效硬化现象。
 
 
二、HastelloyX 物理及化学性能
 
2.1 HastelloyX 热性能
2.1.1 HastelloyX 熔化温度范围  1295~1381℃[1]
2.1.2 HastelloyX 热导率  见表2-1
2.1.3 HastelloyX 比热容 见表2-2
2.1.4 HastelloyX 线膨胀系数 见表2-3
2.1.5 HastelloyX 合金铸件的热扩散率 见表2-4。 
表2-1[1]
θ/ 100 200 300 400 500 600 700 800 900
λ/(W/(m·)) 13.38 17.97 20.27 22.40 24.62 26.79 29.05 31.14 33.44
表2-2
θ/ 17 100 200 280 408 500 600 700 800 900
c/(J(kg·℃)) 372.6 372.6 389.4 456.4 427.1 452.2 464.7 515.0 535.9 561.0
表2-3[1]
θ/ 20~100 20~200 20~300 20~400 20~500 20~600 20~700 20~800 20~900
α/10-6℃-1 12.1 12.5 13.4 14.0 14.3 14.8 15.5 15.8 16.1
2.2 HastelloyX密度  ρ=8.28g/cm3[1]
2.3 HastelloyX电性能  电阻率见表2-5。 
表2-4
θ/ 24 100 300 400 500 600 700 800 900
Q/(10-6m2/S)) 2.78 3.06 3.68 3.64 4.36 4.32 4.38 4.91 5.23
2.4 HastelloyX磁性能  合金无磁性。
2.5 HastelloyX化学性能
2.5.1 HastelloyX抗氧化性能 合金在空气介质中试验100h后的氧化速率见表2-6
表2-5[1]
θ/ 100 200 300 400 500 600 700 800 900
p/(10-6Ω.M)) 1.18 1.20 1.21 1.22 1.24 1.25 1.26 1.27 1.29
表2-6[1]
θ/ 700 800 900 1000 1100
氧化速率/(g/(m2·h)) 0.0023 0.060 0.117 0.200 0.611
 
 
三、HastelloyX力学性能
 
3.1 HastelloyX技术标准规定的性能
3.1.1 HastelloyX技术标准规定的不同品种的力学性能见表3-1
表3-1
品种 室温拉伸性能 815持久性能 其他性能
σP0.2/MPa σb/MPa δ5/% σ/MPa t/h δ5/%
不小于
冷轧薄板
冷轧带材
冷拔管材
棒材
环形件
精铸件
310
310
310
275
275
200
725
760
690
690
690
380
35
30
25
30
30
10
110
-
-
105
105
-
24
-
-
24
24
-
8.0
-
-
10.0
10.0
-
弯曲180°
弯曲180°
液压、扩口
HBS≤241
HBS≤241
HBS≤96
① δ<0.25mm的带材的室温抗拉强度σb≥725MPa,δ5≥25%
② 精铸件铸态815的σb≥240MPa,δ5≥12%。经800,50h,空冷处理后HRC≤24
3.1.2 HastelloyX
板材(电弧炉加电渣重熔)供应状态室温拉伸性能的生产检验数据的统
计处理结果以及不同温度下拉伸性能的设计许用值见表3-2
计处理结果以及不同温度下拉伸性能的设计许用值见表3-2
3.2 HastelloyX
室温及各种温度下的力学性能
3.2.1 HastelloyX硬度
3.2.1.1 HastelloyX材料技术标准规定的棒材、环形件和铸件的硬度见表3-1
3.2.1.2 HastelloyX固溶温度对冷轧薄板硬度的影响见图3-1
                  
表3-2[2]
品种 θ/ σb/MPa δ5/% 子样大小n
S -3σ A B   S
板材 20
400
500
600
650
700
760
815
900
1000
725
-
-
-
-
-
-
-
-
-
705
590
575
560
500
435
350
275
175
95
730
610
595
580
520
455
360
285
180
100
765
640
620
605
545
475
380
300
190
105
810
691
682
655
580
507
415
327
207
115
35
-
-
-
-
-
-
-
-
-
48
46
47
47
37
50
62
88
87
62
176
-
-
-
-
-
-
-
-
-
3.2.2 HastelloyX拉伸性能
3.2.2.1 HastelloyX固溶温度(保温10~12min)对冷轧薄板拉伸性能的影响见表3-3
表3-3[3]
熔炼工艺 固溶温度/ 20拉伸性能 600拉伸性能 815拉伸性能 900拉伸性能
σP0.2 σb δ5/% σb/MPa δ5/% σb/MPa δ5/% σb/MPa δ5/%
MPa
非真空感应加电渣(δ1.0mm 1065
1120
1175
421
360
307
861
836
745
40
44
54
745
660
544
50
56
69
-
-
-
-
-
-
221
231
239
129
108
88
电弧炉加电渣(δ1.5mm 1120
1140
1160
1180
1200
-
-
-
-
-
779
760
731
728
711
50
52
57
56
58
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
314
318
324
330
332
81
78
62
58
50
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
① 此为δ10(%)数据。

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