耐高温合金材料
一、变形高温合金
变形高温合金是指可以进行热、冷变形加工,工作温度范围-253~1320℃,具有良好的力学性能和综合的强、韧性指标,具有较高的抗氧化、抗腐蚀性能的一类合金。按其热处理工艺可分为固溶强化型合金和时效强化型合金。
1、固溶强化型合金
使用温度范围为900~1300℃,最高抗氧化温度达1320℃。例如GH128合金,室温拉伸强度为850MPa、屈服强度为350MPa;1000℃拉伸强度为140MPa、延伸率为85%,1000℃、30MPa应力的持久寿命为200小时、延伸率40%。固溶合金一般用于制作航空、航天发动机燃烧室、机匣等部件。
2、时效强化型合金
使用温度为-253~950℃,一般用于制作航空、航天发动机的涡轮盘与叶片等结构件。制作涡轮盘的合金工作温度为-253~700℃,要求具有良好的高低温强度和抗疲劳性能。 例如:GH4169合金,在650℃的最高屈服强度达1000MPa;制作叶片的合金温度可达950℃,例如:GH220合金,950℃的拉伸强度为490MPa,940℃、200MPa的持久寿命大于40小时。
变形高温合金主要为航天、航空、核能、石油民用工业提供结构锻件、饼材、环件、棒材、板材、管材、带材和丝材。
二、铸造高温合金
铸造高温合金是指可以或只能用铸造方法成型零件的一类高温合金。其主要特点是:
1. 具有更宽的成分范围 由于可不必兼顾其变形加工性能,合金的设计可以集中考虑优化其使用性能。如对于镍基高温合金,可通过调整成分使’含量达60%或更高,从而在高达合金熔点85%的温度下,合金仍能保持优良性能。
2. 具有更广阔的应用领域 由于铸造方法具有的特殊优点,可根据零件的使用需要,设计、制造出近终形或无余量的具有任意复杂结构和形状的高温合金铸件。
根据铸造合金的使用温度,可以分为以下三类:
第一类:在-253~650℃使用的等轴晶铸造高温合金 这类合金在很大的范围温度内具有良好的综合性能,特别是在低温下能保持强度和塑性均不下降。如在航空、航天发动机上用量较大的K4169合金,其650℃拉伸强度为1000MPa、屈服强度850MPa、拉伸塑性15%;650℃,620MPa应力下的持久寿命为200小时。已用于制作航空发动机中的扩压器机匣及航天发动机中各种泵用复杂结构件等。
第二类:在650~950 ℃使用的等轴晶铸造高温合金 这类合金在高温下有较高的力学性能及抗热腐蚀性能。例如K419合金,950℃时,拉伸强度大于700MPa、拉伸塑性大于6%;950℃,200小时的持久强度极限大于230MPa。这类合金适于用航空发动机涡轮叶片、导向叶片及整铸涡轮。
第三类: 在950~1100℃使用的定向凝固柱晶和单晶高温合金 这类合金在此温度范围内具有优良的综合性能和抗氧化、抗热腐蚀性能。例如DD402单晶合金,1100℃、130MPa的应力下持久寿命大于100小时。这是国内使用温度最高的涡轮叶片材料,适用于制作新型高性能发动机的一级涡轮叶片。
随着精密铸造工艺技术的不断提高,新的特殊工艺也不断出现。细晶铸造技术、定向凝固技术、复杂薄壁结构件的CA技术等都铸造高温合金水平大大提高,应用范围不断提高。
三、粉末冶金高温合金
采用雾化高温合金粉末,经热等静压成型或热等静压后再经锻造成型的生产工艺制造出高温合金粉末的产品。采用粉末冶金工艺,由于粉末颗粒细小,冷却速度快,从而成分均匀,无宏观偏析,而且晶粒细小,热加工性能好,金属利用率高,成本低,尤其是合金的屈服强度和疲劳性能有较大的提高。
FGH95粉末冶金高温合金,650℃拉伸强度1500MPa;1034MPa应力下持久寿命大于50小时,是当前在650℃工作条件下强度水平最高的一种盘件粉末冶金高温合金。粉末冶金高温合金可以满足应力水平较高的发动机的使用要求,是高推重比发动机涡轮盘、压气机盘和涡轮挡板等高温部件的选择材料。
四、氧化物弥散强化(ODS)合金
是采用独特的机械合金化(MA)工艺,超细的(小于50nm)在高温下具有超稳定的氧化物弥散强化相均匀地分散于合金基体中,而形成的一种特殊的高温合金。其合金强度在接近合金本身熔点的条件下仍可维持,具有优良的高温蠕变性能、优越的高温抗氧化性能、抗碳、硫腐蚀性能。
目前已实现商业化生产的主要有三种ODS合金:
MA956合金 在氧化气氛下使用温度可达1350℃,居高温合金抗氧化、抗碳、硫腐蚀之首位。可用于航空发动机燃烧室内衬。
MA754合金 在氧化气氛下使用温度可达1250℃并保持相当高的高温强度、耐中碱玻璃腐蚀。现已用于制作航空发动机导向器环和导向叶片。
MA6000合金 在1100℃拉伸强度为222MPa、屈服强度为192MPa;1100℃,1000小时持久强度为127MPa,居高温合金之首位,可用于航空发动机叶片。
五、金属间化合物高温材料
金属间化合物高温材料是近期研究开发的一类有重要应用前景的、轻比重高温材料。十几年来,对金属间化合物的基础性研究、合金设计、工艺流程的开发以及应用研究已经成熟,尤其在Ti-Al、Ni-Al和Fe-Al系材料的制备加工技术、韧化和强化、力学性能以及应用研究方面取得了令人瞩目的成就。
Ti3Al基合金(TAC-1),TiAl基合金(TAC-2)以及Ti2AlNb基合金具有低密度(3.8~5.8g/cm3)、高温高强度、高钢以及优异的抗氧化、抗蠕变等优点,可以使结构件减重35~50%。 Ni3Al基合金,MX-246具有很好的耐腐蚀、耐磨损和耐气蚀性能,展示出极好的应用前景。Fe3Al基合金具有良好的抗氧化耐磨蚀性能,在中温(小于600℃)有较高强度,成本低,是一种可以部分取代不锈钢的新材料。
是耐热合金
耐热合金又称高温合金,是在高温使用环境条件下,具有组织稳定和优良力学、物理、化学性能的合金。包括耐热钢、耐热铝合金、耐热钛合金、高温合金、难熔合金等。耐热合金在高温下具有一定拉伸、蠕变、疲劳性能、物理、化学性能和工艺性能。
耐热合金是指在高温下具有高的抗氧化性、抗蠕变性与持久强度的合金,也叫高温合金。随着现代科学技术(特别是航空、火箭等)的发展,金属材料或制品的工作温度不断提高。在高温合金的领域内,大量使用的主要是铁基、镍基和钴基高温合金。从合金晶体结构的强度观点出发,高温强化的3个基本特点:
(1)提高位错在滑移界面运动的阻力,即增加滑移式变形机构的形变抗力。
(2)减缓位错的扩散型运动过程,以抑制扩散型形变机构的进行。
(3)改善晶体结构状态,以增加晶界强化作用;或是取消晶界,以消除晶界在高温时的薄弱环节。
近几十年来,已研制出一系列高温合金,其使用温度由650℃提高到1100℃左右。高温合金是广泛应用于航空、航天、船舶、发电、动力、机车及石油和化学工业中关键部位的材料。 [2]
耐热合金分类
按基体元素主要可分为铁基高温合金、镍基高温合金、钴基高温合金和粉末冶金高温合金。按强化方式有固溶强化型、沉淀强化型、氧化物弥散强化型和纤维强化型等。高温合金主要用于制造航空、舰艇和工业用燃气轮机的涡轮叶片、导向叶片、涡轮盘、高压压气机盘和燃烧室等 高温部件;还用于制造航天飞行器、火箭发动机、核反应堆、石油化工设备以及煤的转化等能源转换装置。高温合金应具有高的蠕变强度和持久强度、良好的抗热疲劳和机械疲劳性能、良好的抗氧化和抗燃气腐 蚀性能以及组织稳定,其中以蠕变强度和持久强度最为重要。
高温合金是什么材料
镍基高温合金指的是以镍为基体(含量一般大于50%) 在650~1000℃范围内具有较高强度和良好抗氧化、抗腐蚀能力的高温合金材料。
镍基高温合金系列材料,被广泛地应用在航空 航天 电力工业 ?石油化工 核能 冶金 海洋船舶 环保 机械 能源 交通汽车 电子等领域。是制造航空航天发动机热端部件、工业燃气轮机、能源、交通、石油化工等高温耐蚀部件的军、民两用合金。
进口高温合金牌号:哈氏系列C-276、C-22、C-2000、C-4、B-3、G-30、ALLOY59、Inconel600、Inconel601、Inconel625、Inconel718、Inconel X750、Incoloy800、Incoloy800H、Incoloy800HT、Incoloy825、Monel400、Monel k500、Alloy20、Alloy 28 、Alloy31、RA330、RA333、N02201、NIMONIC系列、MP35N、ELGILOY、HAYNES HR-120 / HR-160 、HAYNES 556/242/230等。
纯 镍NI201、NI200等。
变形高温合金牌号:GH1015、GH1016、GH1035、GH1040、GH1131、GH1139、GH1140、GH1180、GH1333、GH2132、GH2136、GH2696、GH2747、GH2018、GH2026、GH2036、GH2038、GH2130、GH2135、GH2136、GH2150、GH2302、GH2328、GH2706、GH2761、GH2787、GH2901、GH2903、GH2907、GH2909、GH2984、GH3128、GH3039、GH3030、GH3044、GH3536、GH3230、GH3170、GH3181、GH3600、GH3625、GH3652、GH4049、GH4090、GH4099、GH4105、GH4141、GH4145、GH4169、GH4648、GH4738、GH4202、GH4080A、GH4093、GH4098、GH4133、GH4137、GH4163、GH4199、GH4220、GH4413、GH4500、GH4586、 GH4698、 GH4708、 GH4710、 GH4720Li、GH4742、GH5605、GH5188、GH6159、GH6783等。
铸造高温合金牌号:K213 、K403 、K417、K417G、 K418 、K418B、 K423、 K424、 K438 、K465、K4169、K4163、K644、MAR-M246、MA956等 。DZ404、DZ405、DZ406、DZ408 、DZ411、 DZ417G、 DZ422 、DZ422B、DZ438G、DZ468、DZ4125、DZ4125L、DZ4951、DZ640M等。DD402、DD403、DD404、DD406、DD407、DD408、DD426、DD432、DD499等。
主要规格:无缝管、钢板、圆钢、锻件、法兰、圆环、焊管、钢带、直条、丝材及配套焊材、圆饼、扁钢、六角棒、大小头、弯头、三通、加工件、螺栓螺母、紧固件
什么合金能耐1000度左右高温?310s到底能耐多少度高温?求解
310S温度超过800℃时,许用应力开始持续降低,最高使用温度1200℃,但不建议使用到这么高的温度,会影响性能,具体还要结合使用工况。在介绍下inconnel600和inconel601吧,在温度方面是高于310S的 ,不过价格也贵。
310S/ 2520/ 1.4845不锈钢
310S介绍:310S不锈钢具有良好的耐高温性,温度超过800℃时,开始软化,许用应力开始持续降低,最高使用温度1200℃。因镍(Ni)、铬(Cr)含量高,具有良好耐氧化、耐腐蚀、耐酸碱、耐高温性能,耐高温钢管专用于制造电热炉管等场合,奥氏体型不锈钢中增加碳的含量后,由于其固溶强化作用使强度得到提高,奥氏体型不锈钢的化学成分特性是以铬、镍为基础添加钼、钨、铌和钛等元素,由于其组织为面心立方结构,因而在高温下有高的强度和蠕变强度。
310S应用领域有:石油、电子、化工、医药、轻纺、食品、机械、建筑、核电、航空航天、军工等行业。
Inconel600 是镍-铬-铁基固溶强化合金,耐高温耐腐蚀。
Inconel600 特性及应用领域概述:
该合金是镍-铬-铁基固溶强化合金,具有良好的耐高温腐蚀和抗氧化性能、优良的冷热加工和焊接性能,在700℃以下具有满意的热强性和高的塑性。合金可以通过冷加工得到强化,也可以用电阻焊、溶焊或钎焊连接,适宜制作在1100℃以下承受低载荷的抗氧化零件。
Incone l600相近牌号:
GH600 (中国) 、 NC15FE(法国)、W.Nr.2.4816、 NiCr15Fe(德国) 、 NA14(英国) 、NS312
Inconel600 金相组织结构:
该合金在1120℃处理2h,仅有TiN氮化物和Cr7C3型碳化物,在870℃经1500℃ ??????长期时效后,组织中仍然是Cr7C3和TiN,说明该合金的组织是稳定的。
Inconel600工艺性能与要求:
1、 该合金具有良好的热加工性能,钢锭锻造加热温度1110℃~1140℃。
2、 该合金的晶粒度平均尺寸与锻件的变形程度、终锻温度密切相关。
3、合金具有良好的焊接性能,可原电弧焊、氩弧焊、电阻焊和钎焊等各种方法连接,大型或复杂的焊接结构件在溶焊后应在870℃退火1h,以消除焊接应力。
4、合金须在热处理之后进行机加工,由于材料的加工硬化,因此宜采用比加工低合金标准奥氏体不锈钢低的切削速度和重进刀进行加工,才能车入已冷作硬化的表层下面。
Inconel600主要规格:
Inconel600无缝管、Inconel600钢板、Inconel600圆钢、Inconel600锻件、Inconel600法兰、Inconel600圆环、Inconel600焊管、Inconel600钢带、Inconel600直条、Inconel600丝材及配套焊材、Inconel600加工件等。
Inconel601镍基合金
Inconel 601简介:
Inconel 601,一种镍基合金材料。高温时具有出色的抗氧化性,很好的抗碳化性,能很好的抗氧化性含硫气氛,在室温和高温时都具有很好的机械性,能很好的耐应力腐蚀开裂性能,由于控制了碳含量和晶粒尺寸,601有较高的蠕变断裂强度,因此在 500℃以上的领域推荐使用601。
Inconel 601 对应牌号:
UNS N06601 ,W.Nr.2.4851, NS3103/ NS313 , 1Cr23Ni60Fe13Al,NCF601(日)
Inconel 601具有以下特性:
1.高温时具有出色的抗氧化性
2.很好的抗碳化性
3.能很好的抗氧化性含硫气氛
4.在室温和高温时都具有很好的机械性能
5.很好的耐应力腐蚀开裂性能由于控制了碳含量和晶粒尺寸,601具有较高的蠕变断裂强度,因此在 500℃以上的领域推荐使用601。
Inconel 601 金相结构:
601为面心立方晶格结构。
Inconel 601 耐腐蚀性:
601合金一个重要性能是能在温度高达1180℃具有抗氧化性。甚至在很严酷的条件下,如加热和冷却循环过程中,601能生成一层致密的氧化膜而得到很高的抗剥落性。601具有很好的抗碳化性。由于有较高的铬、铝含量,601在高温含硫气氛中具有很好的抗氧化性?。
Inconel 601应用领域:
1.热处理工厂用的托盘、筐及工夹具。
2.钢丝分股退火和辐射管,高速气体燃烧器,工业炉中的丝网带。
3.氨重整中的隔离罐和硝酸制造中的催化支撑栅格。
4.排气系统部件
5.固体垃圾焚烧炉的燃烧室
6.管道支撑和烟灰处理部件
7.废气解毒系统部件
8.氧气再加热器
Inconel 601主要规格
Inconel 601无缝管、Inconel 601钢板、Inconel 601圆钢、Inconel 601锻件、Inconel 601法兰、Inconel 601圆环、Inconel 601焊管、Inconel 601钢带、Inconel 601直条、Inconel 601丝材及配套焊材、Inconel 601圆饼、Inconel 601扁钢、Inconel 601六角棒、Inconel 601大小头、Inconel 601弯头、Inconel 601三通、Inconel 601加工件、Inconel 601螺栓螺母、Inconel 601紧固件。
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