镍基铸造高温合金是什么，有什么用？

高温合金是什么，有什么用？~

高温合金主要牌号：
固溶强化型铁基合金：
GH1015、GH1035、GH1040、GH1131、GH1140

时效硬化性铁基合金：
GH2018、GH2036、GH2038、GH2130、GH2132、GH2135、GH2136、GH2302、GH2696
固溶强化型镍基合金：
GH3030、GH3039、GH3044、GH3028、GH3128、GH3536、GH605,GH600
时效硬化型镍基合金：
GH4033、GH4037、GH4043、GH4049、GH4133、GH4133B、GH4169、GH4145、GH4090
国外的高温合金叫包含inconel系列 incoloy系列 Hastelloy系列
成分和性能
镍基合金是高温合金中应用最广、高温强度最高的一类合金。其主要原因，一是镍基合金中可以溶解较多合金元素，且能保持较好的组织稳定性；二是可以形成共格有序的 A3B型金属间化合物[Ni3(Al，Ti)]相作为强化相，使合金得到有效的强化，获得比铁基高温合金和钴基高温合金更高的高温强度；三是含铬的镍基合金具有比铁基高温合金更好的抗化和抗燃气腐蚀能力。镍基合金含有十多种元素，其中Cr主要起抗化和抗腐蚀作用，其他元素主要起强化作用。根据它们的强化作用方式可分为：固溶强化元素，如钨、钼、钴、铬和钒等；沉淀强化元素，如铝、钛、铌和钽；晶界强化元素，如硼、锆、镁和稀土元素等。

镍基合金在许多的领域中，比如：1、海洋：海域环境的海洋构造物，海水淡化，海水养殖，海水热交换等。2、环保领域：火力发电的烟气脱硫装置，废水处理等。3、能源领域：原子能发电，煤炭的综合利用，海潮发电等。4、石油化工领域：炼油，化学化工设备等。5、食品领域：制盐，酱油酿造等。在以上的众多领域中，普通不锈钢304是无法胜任的，在这些特殊的领域中，特种不锈钢是不可缺少的，也是不可被替代的。近几年来，随着经济的快速发达，随着工业领域的层次的不断提高，越来越多的项目需要档次更高的不锈钢。随着各行业对镍基合金需求量的增长。镍基合金是指在650～1000℃高温下有较高的强度与一定的抗氧化腐蚀能力等综合性能的一类合金。按照主要性能又细分为镍基耐热合金，镍基耐蚀合金，镍基耐磨合金，镍基精密合金与镍基形状记忆合金等。高温合金按照基体的不同，分为：铁基高温合金，镍基高温合金与钴基高温合金。其中镍基高温合金简称镍基合金。

一、概述

NS112是一种与Incoloy 800同系列的全奥氏体低碳的镍-铁-铬合金，该合金中的钴含量可以严格控制在0.01%以下。NS112能耐很多腐蚀介质腐蚀。其较高的镍含量使其在水性腐蚀条件具有很好的抗应力腐蚀开裂性能。高铬含量使之具有更好的耐点腐蚀和缝隙腐蚀开裂性能。该合金具有很好的耐硝酸、有机酸腐蚀性，但是在硫酸和盐酸中的耐腐蚀性有限。除了在卤化物有可能发生点腐蚀外，在氧化性和非氧化性盐中有很好的耐腐蚀性。在水、蒸气以及蒸汽、空气、二氧化碳的混合物中也具有很好的耐腐蚀性。应用于硝酸冷凝器——耐硝酸腐蚀、蒸汽加热管——很好的机械性能、加热元件管——很好的机械性能等。对于应用于高达500℃的环境，合金供货态为退火态。 

NS112物理性能：

密度：ρ=8.0g/cm3

熔化温度范围：1350～1400℃

NS112机械性能：(在20℃检测机械性能的最小值)

下表中所列性质适用于NS112合金的指定规格产品软化退火（稳定化退火）后的情况。非标准尺寸材料的特殊性能可以根据特定应用场合的要求提供。

室温机械性能（最小值）

NS112具有以下特性：

●在高达500℃的极高温的水性介质中具有出色的抗腐蚀性

●很好的抗应力腐蚀的性能

●很好的加工性

NS112牌号和标准：

NS112ISO V型缺口冲击试验：

室温平均值：轴向>=150J/cm2

径向>=100J/cm2

时间-温度-敏化曲线

NS112条件应力值：

达到90%屈服强度的高条件应力值可应用于允许略大一点变形量的应用场合。这些应力引起的永久应力会导致尺寸的变化，因此不推荐用于法兰和密封垫圈连接件。

NS112金相结构：

NS112合金具有稳定的面心立方结构。化学成分和恰当的热处理保证了耐腐蚀性不受敏化性的削弱。

NS112耐腐蚀性：

NS112是一种通用的工程合金，在氧化和还原环境下都具有抗酸和碱金属腐蚀性能。

高镍成份使合金具有有效的抗应力腐蚀开裂性。

在各种介质中的耐腐蚀性都很好，如硫酸、磷酸、硝酸和有机酸，碱金属如氢氧化钠、氢氧化钾和盐酸溶液。

NS112较高的综合性能表现在腐蚀介质多样的核燃烧溶解器中，如硫酸、硝酸和氢氧化钠都在同一个设备中处理。

NS112应用范围：

NS112广泛应用于各种使用温度不超过550℃的工业领域。

典型应用为：

● 硫酸酸洗工厂用的加热管、容器、筐及链等。

● 海水冷却热交换器、海洋产品管道系统、酸性气体环境管道。

● 磷酸生产中的热交换器、蒸发器、洗涤、浸渍管等。

● 石油精炼中的空气热交换器

● 食品工程

● 化工流程

● 高压氧气应用的阻燃合金。    

NS112加工和热处理

NS112适合于热加工和冷加工，但由于具有高强度，需要大功率的加工设备。

NS112都适合于用各种方便的焊接方法焊接。

NS112加热：

1.在热处理之前及热处理过程中应始终保持工件清洁。

2.在热处理过程中不能接触硫、磷、铅及其它低熔点金属，否则会损害材料的性能，应注意清除诸如标记漆、温度指示漆、彩色蜡笔、润滑油、燃料等污物。

3.燃料中的含硫量越低越好，天然气中的硫含量应少于0.1%，重油中硫含量应少于0.5%。  

4.考虑到温度控制和保持清洁的需要，最好在真空炉或气体保护炉中进行热处理。

5.也可以在箱式炉或燃气炉中加热，但炉气必须洁净并以中性至微氧化性为宜，应避免炉气在氧化性和还原性之间波动，加热火焰不能直接烧向工件。

NS112热加工：

1. NS112的热加工温度范围1200℃～900℃，冷却方式为水淬或在760℃～540℃之间尽量快速冷却。热弯曲应在1150℃-1000℃之间进行。

2.为得到最佳抗腐蚀性能和抗蠕变性，热加工后要进行退火处理。

3.材料可以直接送入已升温至1200℃的炉中，材料的保温时间为每100mm 厚度保温60 分钟。保温足够的时间后迅速出炉，在规定的温度范围进行热加工。当材料温度降到低于热加工温度时，需重新加热。

NS112冷加工：

1.NS112 的加工硬化率大于奥氏体不锈钢，因此需要对加工设备进行挑选。冷加工材料应为退火热处理态，并且在冷加工时应进行中间退火。

2.若冷加工量大于10%，则在使用前需要对工件进行软化退火处理。

NS112热处理：

1.NS112的软化退火处理温度范围都是920℃～980℃，最佳处理温度是950℃。

2.为得到最佳的抗腐蚀性，冷却方式采用水淬，厚度小于1.5mm 的材料也可采用快速空冷。  

3.在热处理过程中，都要按照前述的加热过程中必须保持清洁的事项操作。

NS112去氧化皮及酸洗：

1.NS112 的表面氧化物和焊缝周围的焊渣的附着性比不锈钢更强，机械方法和化学方法都可以使用，选择机械方法时要避免会产生金属污染或产生表面变形的方法。

2.在用HNO3/HF 混合酸进行酸洗前必须小心打磨或盐浴预处理将氧化膜打碎。

NS112机加工：

NS112须在退火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。

NS112焊接：

NS112适合采用任何传统焊接工艺焊接，如钨电极惰性气体保护焊、等离子弧焊、手工亚弧焊、金属极惰性气体保护焊、熔化极惰性气体保护焊、保护气体电弧焊等。

NS112的焊接必须在退火态进行，并清理干净污渍、粉尘和各种记号。

采用低热量输入，层间温度不超过150℃。

无需焊前或焊后热处理。

NS112清理：

去除氧化皮、油污和各种标记印痕，并用丙酮对焊接区域的基体金属和填充合金（如焊条）进行清洁，注意不能使用三氯乙烯TRI、全氯乙烯PER 和四氯化物TETRA。

NS112边缘准备：

最好采用机加工，如车、铣、刨，也可以进行等离子切割，若采用后者，切割边缘（焊接面）一定要研磨干净平整，允许不过热的精磨。焊缝两边的母材约25mm 宽度的区域要打磨至露出光亮金属。

NS112坡口角度：

与碳钢相比，镍基合金和特种不锈钢的物理性能特点主要是低的热导率和高的膨胀系数，这些特性都要在焊接坡口准备时予以考虑，包括加宽底部间隙（1～3mm），同时由于熔融金属的粘滞性，在对接焊时应采用更大的坡口角度（60～70°）以抵消材料的收缩。

NS112起弧：

不能在工件表面起弧，应在焊接面起弧，以防起弧点导致腐蚀。

NS112焊接工艺：

NS112适合采用任何传统焊接工艺与同种材料或其他金属焊接，如钨电极惰性气体保护焊、等离子弧焊、手工亚弧焊、金属极惰性气体保护焊、熔化极惰性气体保护焊，其中脉冲电弧焊是首选方案。在采用手工电弧焊时，推荐使用(Ar+He+H2+CO2)多种成份混合的保护气体。

NS112的焊接必须在退火态进行，并使用不锈钢丝刷清理干净污渍、粉尘和各种记号。在焊缝根部焊接时，为得到最佳的根部焊缝质量，操作必须非常小心(氩气99.99)，这样在根部焊接完后焊缝就不产生氧化物。焊接热影响区产生的颜色要在焊缝区域未冷却时用不锈钢刷刷去。

NS112推荐使用的焊接材料：

GTAW/GMAW Nicrofer S 7020

W.-Nr.2.4806

SG-NiCr20Nb

AWS A 5.14 ER NiCr-3

BS 2901-NA 35

SMAW

W.-Nr.2.4648

EL-NiCr19Nb

AWS A 5.11 EniCrFe-3

NS112焊接参数及影响（热输入量）：

焊接操作应在热量输入表规定的低热量输入下进行，采用叠珠焊缝技术，层间温度不超过120℃，必须遵守焊接规范。

热量的输入Q 按下面的公式计算：

U=弧电压，伏特

I=焊接电流，安培

V=焊接速度，厘米/分钟。

NS112焊后处理（酸洗、刷除氧化物及热处理）：焊接后应立即用不锈钢丝刷刷除氧化物，也就是说，在金属还没有产生焊接色的时候就刷，这样可以得到理想的表面质量而不需要酸洗。若没有特别要求或规定，酸洗通常是焊接中的最后一道工序，请参考去氧化皮及酸洗一节。焊接前后均不需要热处理。

高温合金主要牌号：

固溶强化型铁基合金：
GH1015、GH1035、GH1040、GH1131、GH1140
时效硬化性铁基合金：
GH2018、GH2036、GH2038、GH2130、GH2132、GH2135、GH2136、GH2302、GH2696
固溶强化型镍基合金：
GH3030、GH3039、GH3044、GH3028、GH3128、GH3536、GH605,GH600
时效硬化型镍基合金：
GH4033、GH4037、GH4043、GH4049、GH4133、GH4133B、GH4169、GH4145、GH4090

国外的高温合金叫包含inconel系列 incoloy系列 Hastelloy系列

760℃800MPa级高温材料铸造高温合金

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kao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γ’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。这类合金适于用做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yang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技术等都使铸造高温合金水平大大提高，应用范围不断提高。

镍基铸造高温合金以镍为主要成分的铸造高温合金。随着使用温度和强度的提高，高温合金合金化(见高温合金强化)程度越来越高，热加工成形越来越困难，必须采用铸造工艺进行生产。另外，采用冷却技术的空心叶片的内部复杂型腔，只能采用精密铸造工艺才能生产。这样，镍基变形高温合金就转变为镍基铸造高温合金。
添加元素：镍基铸造高温合金以γ相为基体，添加铝、钛、铌、钽等形成γ’相(见高温合金材料的金属间化合物相)进行强化，γ’相数量较多，有的合金高达60%；加入钴能提高γ’相的溶解温度，从而提高了合金的使用温度；钼、钨、铬具有强化固溶体的作用，铬、钼、钽还能形成一系列对晶界有强化作用的碳化物；铝和铬有助于抗氧化能力，但铬降低γ’相的溶解温度和高温强度，因此应使铬含量低些；加铪改善合金的中温塑性和强度；为了强化晶界，添加适量硼、锆等元素。工业燃气轮机使用的燃料中含硫、钒较高，长期工作时对合金产生严重的热腐蚀。如果燃气轮机使用在舰船上，海洋气氛中的钠盐会加速硫化腐蚀。因此，采取适当提高铬含量和钛、铝的比例以及难熔金属元素的含量，研制出了一系列既能保持高蠕变强度又能增进耐热腐蚀抗力的合金，如美国的IN738、IN792、Rene’80、MarM432和中国的K4537等。表中列出了一些国家典型的镍基铸造高温合金。
应用：镍基铸造高温合金用于飞机、船舶、工业和车辆用燃气轮机的最关键的高温部件，如涡轮叶片、导向叶片和整体涡轮等。
缺点及克服方法：镍基铸造高温合金也存在一些缺点，如疲劳性能稍差、塑性较低、组织稳定性有所下降；由于存在疏松，性能波动较大。为了减轻这些缺点，1968年美国首先研制了高硼低碳镍基铸造高温合金。在镍基铸造高温合金其他元素不变的情况下，仅将硼含量提高10～20倍，碳含量下降到0．01%～0．03%，而使合金的强度和塑性提高、疏松减少，提高了组织长期稳定性等。这类合金已在美国获得实际应用。

高温合金主要牌号：

固溶强化型铁基合金：

GH1015、GH1035、GH1040、GH1131、GH1140

时效硬化性铁基合金：

GH2018、GH2036、GH2038、GH2130、GH2132、GH2135、GH2136、GH2302、GH2696

固溶强化型镍基合金：

GH3030、GH3039、GH3044、GH3028、GH3128、GH3536、GH605,GH600

时效硬化型镍基合金：

GH4033、GH4037、GH4043、GH4049、GH4133、GH4133B、GH4169、GH4145、GH4090

国外的高温合金叫包含inconel系列 incoloy系列 Hastelloy系列

成分和性能

镍基合金是高温合金中应用最广、高温强度最高的一类合金。其主要原因，一是镍基合金中可以溶解较多合金元素，且能保持较好的组织稳定性；二是可以形成共格有序的 A3B型金属间化合物γ'[Ni3(Al，Ti)]相作为强化相，使合金得到有效的强化，获得比铁基高温合金和钴基高温合金更高的高温强度；三是含铬的镍基合金具有比铁基高温合金更好的抗yang化和抗燃气腐蚀能力。镍基合金含有十多种元素，其中Cr主要起抗yang化和抗腐蚀作用，其他元素主要起强化作用。根据它们的强化作用方式可分为：固溶强化元素，如钨、钼、钴、铬和钒等；沉淀强化元素，如铝、钛、铌和钽；晶界强化元素，如硼、锆、镁和稀土元素等。

镍基铸造高温合金是只能铸造的高温合金。

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和田地区18348133900： 什么是超高温合金 - ？
松炒血塞： 超高温:一般称几千度到一万度的温度为高温,比这更高的温度称为超高温.在超高温下,物质状态发生显著变化,原子由于其中的电子脱离原子核的束缚而成为离子.物质的这一状态称为物质的第四状态,即等离子体.合金:由两种或两种以上的金属与非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质.一般通过熔合成均匀液体和凝固而得.根据组成元素的数目,可分为二元合金、三元合金和多元合金.中国是世界上最早研究和生产合金的国家之一,在商朝(距今3000多年前)青铜(铜锡合金)工艺就已非常发达;公元前6世纪左右(春秋晚期)已锻打(还进行过热处理)出锋利的剑(钢制品).

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