| 详细介绍：
HastelloyX镍基变形高温合金
美国牌号：HastelloyX/UNS （NO6002）
中国牌号：GH3536/GH536/GH22/GH334/GH739/SG-5
法国牌号：NC22FeD
德国牌号：NiCr22FeMo
英国牌号：Nimonic PE13
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，NC22FeD（法国）， NiCr22FeMo（德 国），Nimonic PE13（英国）
1.3 HastelloyX 材料的技术标准
1.4 HastelloyX 化学成分 见表1-1。
表1-1 %
|
C
|
Cr
|
Ni
|
Co
|
W
|
Mo
|
Al
|
Ti
|
Fe
|
B
|
Cu
|
Mn
|
Si
|
P
|
S
|
|
不大于
|
|
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
|
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
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②
|
310
310
310
275
275
200
|
725
760②
690
690
690
380
|
35
30①
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。
   
四、HastelloyX 组织结构
4.1 HastelloyX相变温度
4.2 HastelloyX时间-温度-组织转变曲线
4.3 HastelloyX合金组织结构
4.3.1 该合金在固溶状态的组织为奥氏体基体，还有少量的TiN和M6C型碳化物。经700～900℃长期时效后主要析出相为M12C和M3B2，同时也伴有微量μ相和L相。经700℃，200h时效后出现少量σ相，但在800℃时效后σ相不存在，而析出微量M23C6，有时出现微量L相。因此合金在长期时效后呈现一定程度的时效硬化现象，使塑性下降，高温强度也有所减低。
4.3.2 冷轧薄板技术标准规定，供应状态冷轧薄板的晶粒度应在4～8级范围内。
五、 HastelloyX 工艺性能与要求
5.1 HastelloyX成形性能 合金具有良好的冷、热加工成形性能。锻造加热温度1170℃±10℃，终锻温度不低于950℃；板坯热轧加热温度1150℃±10℃，终轧温度不低于850℃；环形件热轧加热温度1170℃±10℃。
合金的高温拉伸塑性图见图5-1。高温镦粗试样经1180℃，45min固溶处理后的再结晶曲线见图5-2。
5.2 HastelloyX焊接性能 该合金具有良好的焊接工艺性能，可采用氩弧焊、缝焊和点焊等方法进行焊接。氩弧焊时推荐采用HHastelloyX或HGH3113焊丝。
5.2.1 HastelloyX手工氩弧焊对接规范见表5-1。
表5-1[5]
|
被焊材料
|
厚度/mm
|
焊前状态
|
焊丝
|
接头形式
|
焊接电流/A
|
氩气流量/(L/min)
|
钨极直径/mm
|
电源及极性
|
|
牌号
|
直径/mm
|
|
HastelloyX＋HastelloyX
|
1.0＋1.0
|
供应状态或固溶状态
|
HHastelloyX
HGH3113
|
1.2～1.6
|
对接
|
40～60
|
10～13
|
1.6～2.0
|
直流正极性
|
|
1.5＋1.5
|
HHastelloyX
HGH3113
|
1.2～1.6
|
50～70
|
12～15
|
1.8～2.2
|
5.2.2 HastelloyX自动钨极脉冲氩弧焊对接规范见表5-2。
表5-2
|
厚度/mm
|
焊前状态
|
焊丝
|
弧压/V
|
脉冲电流/A
|
维弧电流/A
|
脉冲幅比
|
脉冲宽比
|
脉冲频率
|
焊接速度/(m/min)
|
送丝速度/(m/min)
|
|
牌号
|
直径/mm
|
|
1.0
1.2
1.5
|
固溶
|
-
HGH-1
HGH-1
|
-
1.0
1.0
|
8.5
8.5
9.0
|
60
65
100
|
20
22
28
|
3
3
3.5
|
2
2
2
|
3
3
3
|
0.25
0.2
0.23
|
-
0.20
0.25
|
5.2.3 HastelloyX缝焊规范见表5-3。
表5-3[5]
|
被焊材料
|
厚度/mm
|
焊前状态
|
滚盘宽度/mm
|
焊接时间/s
|
休止时间/s
|
焊接速度/(m/min)
|
电极压力/kN
|
|
上
|
下
|
|
HastelloyX＋HastelloyX
|
1.0＋1.0
|
固溶或供应状态
|
5.5
|
7.0
|
0.14～0.18
|
0.14～0.22
|
0.34～0.40
|
0.25
|
|
1.5＋1.5
|
5.5
|
7.0
|
0.16～0.20
|
0.14～0.22
|
0.22～0.34
|
0.25
|
5.2.4 HastelloyX点焊规范见表5-4。
表5-4[5]
|
被焊材料
|
厚度/mm
|
焊前状态
|
电极直径/mm
|
焊接时间/s
|
电极压力/kN
|
单点抗剪强度/MPa
|
正拉强度/MPa
|
|
上
|
下
|
|
HastelloyX＋HastelloyX
|
1.0＋1.0
|
固溶或供应状态
|
6
|
7
|
0.16～0.24
|
0.1～0.2
|
≥9.35
|
≥6.36
|
|
1.5＋1.5
|
6
|
7
|
0.20～0.36
|
0.2～0.3
|
≥12.30
|
≥10.60
|
5.2.5 HastelloyX焊接接头的力学性能见表5-5。
表5-5[6]
|
焊接方法
|
厚度/mm
|
焊前状态
|
焊后处理
|
焊丝牌号
|
θ/℃
|
接头强度
|
持久性能
|
|
σb/MPa
|
强度系数/%
|
σ/MPa
|
t/h
|
|
氩弧焊
|
1.5
|
供应状态
|
未处理
|
HHastelloyX
|
20
650
815
|
800
586
337
|
100
100
100
|
-
294
110
|
-
217.6
46.4
|
|
脉冲氩弧焊
|
1.0
|
供应状态
|
未处理
|
-
|
20
650
|
842
531
|
100
90
|
-
-
|
-
-
|
|
1.5
|
供应状态
|
未处理
|
HSG-1
|
20
650
|
826
581
|
100
98
|
-
294
|
-
296.5
|
|
缝焊
|
1.5
|
供应状态
|
未处理
|
-
|
20
650
815
|
763
514
325
|
96
91
100
|
-
294
110
|
-
214.2
48.6
|
5.3 HastelloyX零件热处理工艺 板材制件固溶处理：1150℃±10℃，2～15min，快速空冷。焊接件或火焰筒处理：980℃±10℃，60min，空冷。机加工后除应力处理：870℃±10℃，30～60min，空冷。零件稳定尺寸处理：760℃±10℃，2h，空冷。
★中国高温合金牌号:
GH3030 GH3536 GH3600 GH135 GH150 GH302 GH696 GH706 GH747 GH761 GH901 GH903 GH907 GH909 GH984
GH5K GH30 GH44 GH4080A GH4090 GH4093 GH4098 GH128 GH170 GH536 GH600 GH3625 GH3652 GH4033
★美国高温合金:
S44600 S44627 S40300 S41000 S41600 S42200 S43100 S15500 S17400 S13800 S35000 AM-355 17-7PH
PH15-7Mo 3304 304L 304N 309 310 316 16L 316N 317 321 347 202 216 21-6-9 19-9DL17-14-CuMo
★英国高温合金:
N75 N80A N90 N105 N115 N118 N901 N263 NimonicPE11 NimonicPE16sm NimonicPK33 EPK57 PE13 C130
C242 C1023 NimocastPE10 NimocastPD16 NimocastPD18 NimocastPK24 Stellite31
★法国高温合金:
Z6NKCDT.38 NC19FeNb NC22FeD NC22FeDNb NC15T NbAKC20WN NK15CAT NC20T NC20TA NC20KTA NK27CADT
NC20K14 NC20KDTA NK18CDAT NCK18TDA Z12CNKDW20 Z42CKNDW20 Z6NCKDW45 ND27FeV NC17DWY NC15Fe
★德国高温合金:
NiCo15Cr15MoAlTi S-NiCr20 NiCr15Fe NiCr21Mo5Cu NiCo20Cr20MoTi NiCr30 NiCr20Mo9 S-NiCr28Mo
NiCr20CuMo NiCr23Co12Mo NiCr19NbMo NiCr15Fe7TiAl GNiCr50Nb NiCr16TiANiMo30 S-NiCr20Nb
★日本高温合金:
NCF600 NCF601 NCF750 NCF751 NCF800 NCF800H NCF825 NCF80A NCF1B NCF3 NCF2B
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