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江苏百德特种合金有限公司
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高温合金牌号、性能与成分表一览
(1)牌号和化学成分见表3-28、表3-29。
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.0l 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 | 900℃以下的涡轮发动机的燃烧室、加力燃烧室等零件 |
GHl016 | 700～900％的涡轮发动机的燃烧室、加力燃烧室等零件 | ||
GHl035 | 750～800℃的涡轮发动机的燃烧室和加力燃烧室 | ||
GHl040 | 800℃以下的燃烧室、加力燃烧室和700~C以下的涡轮盘、轴及叶片材料 | ||
GH1131 | 900℃以下的涡轮发动机的燃烧室、加力燃烧室和其他高温部件 | ||
GH1140 | 800～900℃的涡轮发动机的燃烧室、加力燃烧室等零件 | ||
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 | 800℃以下的涡轮发动机的燃烧室、加力燃烧室和其他高温部件 |
GH2036 GH2038 | 650℃以下的涡轮盘、环形件和紧固件 | ||
700℃以下的涡轮盘、轴和叶片 | |||
GH2130 | 800℃以下的增压涡轮和燃气涡轮叶片材料 | ||
GH2132 | 650～700℃的涡轮盘、环形件、冲压焊接件和紧固零件材料 | ||
GH2135 | 700～750℃的涡轮盘、工作叶片和其他高温部件 | ||
GH2136 | 650～700℃的涡轮盘材料 | ||
GH2302 | 800～850℃的燃气涡轮叶片和 700℃～750℃的燃气轮机叶片等材料 | ||
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1050℃左右；但其可切削加工性亦随之变差。同时由于它们都含有大量的镍，不符合我国资源情况，应逐步采用铁基高温合金来代替 | 800℃以下涡轮发动机的燃烧室、加力燃烧室等零件，可用GHll40代 |
GH3039 | 800～850℃的火焰筒及加力燃烧室等零件 | ||
GH3044 | 850～900℃的航空发动机的燃烧室及加力燃烧室等零件 | ||
GH3128 | 800～950℃的涡轮发动机的燃烧室、加力燃烧室等零件 | ||
4. 时 效 硬 化 型 镍 基 合 金 | GH4033 | 700℃以下的涡轮叶片和750℃以 下的涡轮盘等材料 | |
GH4037 | 800～850℃的涡轮叶片材料 | ||
GH4043 | 800～850℃的排气门座后卡圈零件和燃气涡轮叶片 | ||
GH4049 | 900℃以下的燃气涡轮工作叶片及其他受力较大的高温部件 | ||
GH4133 | 700～750℃的涡轮盘或叶片 | ||
GH4169 | 350～750℃的抗氧化热强材料 |
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 | .0 | |||||