 HastelloyX
材料牌號(hào)：Hastelloy X哈氏合金
美國(guó)牌號(hào)：UNS NO6002
德國(guó)牌號(hào)：NiCr22FeMo
英國(guó)牌號(hào)：Nimonic PE13
一、Hastelloy X（N06002）哈氏合金概述：
1、Hastelloy X（N06002）哈氏合金是主要用鉻和鉬固溶強(qiáng)化的一種含鐵量較高的鎳基高溫合金，具有良好的抗養(yǎng)化和耐腐蝕性能，在900℃以下有中等的持久和蠕變強(qiáng)度，冷、熱加工成型性和焊接性能良好。使用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室部件和其他高溫部件，在900℃以下長(zhǎng)期使用，短時(shí)工作溫度可達(dá)1080℃。供應(yīng)的主要品種有板材、帶材、管材、棒材、鍛件、環(huán)形件和精密鑄件。
2、Hastelloy X（N06002）哈氏合金化學(xué)成分：見(jiàn)表1-1。
表1-1 %
|
C≤ |
Si≤ |
Mn≤ |
P≤ |
S≤ |
Cr≥ |
Ni≥ |
Mo≥ |
Cu≤ |
|
0.05-0.15 |
1.00 |
1.00 |
0.025 |
0.015 |
20.5-23.0 |
余量 |
8.0-10.0 |
0.50 |
|
其他 |
N≤ |
Al≤ |
Ti≤ |
Fe≤ |
Co≤ |
V≤ |
W≤ |
B≤ |
|
- |
0.50 |
0.15 |
17.0-20.0 |
0.5-2.5 |
- |
0.2-1.0- |
0.010 |
注：B按計(jì)算量加入、不分析。
3、Hastelloy X（N06002）哈氏合金熱處理制度：板材和管材：1130～1170℃，快速空冷或水冷；棒材和環(huán)形件檢驗(yàn)試樣：1175℃±15℃，空冷或更快冷卻；帶材：1065～1105℃，快速冷卻。
4、Hastelloy X（N06002）哈氏合金品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)：供應(yīng)δ0.5～4.0mm的板材，δ0.05～0.8mm的帶材，外徑4～20mm、壁厚1.0～2.0mm的管材，直徑0.2～10.0mm的焊絲，直徑≤300mm的棒材和各種直徑及壁厚的環(huán)形件以及不同形狀和尺寸的精密鑄件。板材、帶材和管材經(jīng)固溶處理和酸洗后供應(yīng)，帶材也可呈冷軋狀態(tài)供應(yīng)；焊絲以硬態(tài)、半硬態(tài)、固熔加酸洗、光亮固溶處理狀態(tài)成盤(pán)交貨，也可以直條交貨；棒材和環(huán)形件不經(jīng)熱處理交貨。精密鑄件于鑄造狀態(tài)供應(yīng)。
5、Hastelloy X（N06002）哈氏合金熔煉與鑄造工藝：采用電弧爐加電渣或非真空感應(yīng)爐加電渣重熔工藝。生產(chǎn)鑄件則采用感應(yīng)爐重熔母合金后澆注于加熱的模殼內(nèi)，澆注速度以快些為好。
6、Hastelloy X（N06002）哈氏合金應(yīng)用概況與特殊要求：該合金在國(guó)外航空發(fā)動(dòng)機(jī)和民用工業(yè)中獲得了極為廣泛的應(yīng)用，我國(guó)主要用于制造燃燒室部件和其他熱端部件以及蜂窩結(jié)構(gòu)等。合金在高溫下長(zhǎng)期使用后有一定的時(shí)效硬化現(xiàn)象。
二、Hastelloy X（N06002）哈氏合金的物理及化學(xué)性能：
1、Hastelloy X（N06002）合金熔化溫度范圍：1295～1381℃。
2、Hastelloy X（N06002）合金熱導(dǎo)率：見(jiàn)表2-1。
3、Hastelloy X（N06002）合金比熱容：表2-2。
4、Hastelloy X（N06002）合金線(xiàn)膨脹系數(shù)：見(jiàn)表2-3。
5、Hastelloy X（N06002）合金鑄件的熱擴(kuò)散率：見(jiàn)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 |
700 |
800 |
900 |
|
c/(J(kg·℃)) |
372.6 |
372.6 |
389.4 |
456.4 |
427.1 |
452.2 |
515.0 |
535.9 |
561.0 |
表2-3[1]
|
θ/℃ |
20～100 |
20～200 |
20～300 |
20～400 |
20～500 |
20～600 |
20～800 |
20～900 |
|
α/10-6℃-1 |
12.1 |
12.5 |
13.4 |
14.0 |
14.3 |
14.8 |
15.8 |
16.1 |
6、Hastelloy X（N06002）密度：ρ=8.28g/cm3[1]。
7、Hastelloy X（N06002）電性能：電阻率見(jiàn)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 |
8、Hastelloy X（N06002）磁性能：合金無(wú)磁性。
9、Hastelloy X（N06002）化學(xué)性能：見(jiàn)表3-1
10、Hastelloy X（N06002）抗氧化性能：合金在空氣介質(zhì)中試驗(yàn)100h后的氧化速率見(jiàn)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、Hastelloy X（N06002）力學(xué)性能：HastelloyX技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的不同品種的力學(xué)性能見(jiàn)表3-1。
表3-1
|
品種 |
室溫拉伸性能 |
815℃持久性能 |
其他性能 |
|
σP0.2/MPa |
σb/MPa |
δ5/% |
σ/MPa |
t/h |
δ5/% |
|
|
不小于 |
|
|
|
|
|
|
冷軋薄板
冷軋帶材
冷拔管材
棒材
環(huán)形件
精鑄件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
- |
彎曲180°
彎曲180°
液壓、擴(kuò)口
HBS≤241
HBS≤241
HBS≤96 |
① δ<0.25mm的帶材的室溫抗拉強(qiáng)度σb≥725MPa,δ5≥25%。
② 精鑄件鑄態(tài)815℃的σb≥240MPa,δ5≥12%。經(jīng)800℃，50h，空冷處理后HRC≤24。
四、Hastelloy X（N06002）合金組織結(jié)構(gòu)：
1、Hastelloy X（N06002）合金金相變溫度。
2、Hastelloy X（N06002）合金時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線(xiàn) 。
3、Hastelloy X（N06002）合金組織結(jié)構(gòu)。
(1)、該合金在固溶狀態(tài)的組織為奧氏體基體，還有少量的TiN和M6C型碳化物。經(jīng)700～900℃長(zhǎng)期時(shí)效后主要析出相為M12C和M3B2，同時(shí)也伴有微量μ相和L相。經(jīng)700℃，200h時(shí)效后出現(xiàn)少量σ相，但在800℃時(shí)效后σ相不存在，而析出微量M23C6，有時(shí)出現(xiàn)微量L相。因此合金在長(zhǎng)期時(shí)效后呈現(xiàn)一定程度的時(shí)效硬化現(xiàn)象，使塑性下降，高溫強(qiáng)度也有所減低。
(2)、冷軋薄板技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，供應(yīng)狀態(tài)冷軋薄板的晶粒度應(yīng)在4～8級(jí)范圍內(nèi)。
五、Hastelloy X（N06002）合金工藝性能與要求：
1、 HastelloyX合金成形性能：合金具有良好的冷、熱加工成形性能。鍛造加熱溫度1170℃±10℃，終鍛溫度不低于950℃；板坯熱軋加熱溫度1150℃±10℃，終軋溫度不低于850℃；環(huán)形件熱軋加熱溫度1170℃±10℃。合金的高溫拉伸塑性圖見(jiàn)圖5-1。高溫鐓粗試樣經(jīng)1180℃，45min固溶處理后的再結(jié)晶曲線(xiàn)見(jiàn)圖5-2。
2、 HastelloyX焊接性能：該合金具有良好的焊接工藝性能，可采用氬弧焊、縫焊和點(diǎn)焊等方法進(jìn)行焊接。氬弧焊時(shí)推薦采用HHastelloyX或HGH3113焊絲。
(1)、HastelloyX手工氬弧焊對(duì)接規(guī)范見(jiàn)表5-1。
表5-1[5]
|
被焊材料 |
厚度/mm |
焊前狀態(tài) |
焊絲 |
接頭
形式 |
焊接電流/A |
氬氣流量/(L/min) |
鎢極直徑/mm |
電源
及極性 |
|
牌號(hào) |
直徑/mm |
|
HastelloyX＋HastelloyX |
1.0＋1.0 |
供應(yīng)狀態(tài)或固溶狀態(tài) |
HHastelloyX
HGH3113 |
1.2～1.6 |
對(duì)接 |
40～60 |
10～13 |
1.6～2.0 |
直流
正極性 |
|
1.5＋1.5 |
HHastelloyX
HGH3113 |
1.2～1.6 |
50～70 |
12～15 |
1.8～2.2 |
(2)、HastelloyX自動(dòng)鎢極脈沖氬弧焊對(duì)接規(guī)范見(jiàn)表5-2。
表5-2
|
厚度/mm |
焊前狀態(tài) |
焊絲 |
弧壓/V |
脈沖電流/A |
維弧電流/A |
脈沖幅比 |
脈沖寬比 |
脈沖頻率 |
焊接速度/(m/min) |
送絲速度/(m/min) |
|
牌號(hào) |
直徑/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 |
(3)、HastelloyX縫焊規(guī)范見(jiàn)表5-3。
表5-3[5]
|
被焊材料 |
厚度/mm |
焊前狀態(tài) |
滾盤(pán)寬度/mm |
焊接時(shí)間/s |
休止時(shí)間/s |
焊接速度/(m/min) |
電極壓力/kN |
|
上 |
下 |
|
HastelloyX＋HastelloyX |
1.0＋1.0 |
固溶或供應(yīng)狀態(tài) |
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 |
(4)、HastelloyX點(diǎn)焊規(guī)范見(jiàn)表5-4。
表5-4[5]
|
被焊材料 |
厚度/mm |
焊前狀態(tài) |
電極直徑/mm |
焊接時(shí)間/s |
電極壓力/kN |
單點(diǎn)抗剪強(qiáng)度/MPa |
正拉強(qiáng)度/MPa |
|
上 |
下 |
|
HastelloyX＋HastelloyX |
1.0＋1.0 |
固溶或供應(yīng)狀態(tài) |
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)、HastelloyX焊接接頭的力學(xué)性能見(jiàn)表5-5。
表5-5[6]
|
焊接方法 |
厚度
/mm |
焊前狀態(tài) |
焊后處理 |
焊絲牌號(hào) |
θ/℃ |
接頭強(qiáng)度 |
持久性能 |
|
σb/MPa |
強(qiáng)度系數(shù)/% |
σ/MPa |
t/h |
|
氬弧焊 |
1.5 |
供應(yīng)狀態(tài) |
未處理 |
HHastelloyX |
20
650
815 |
800
586
337 |
100
100
100 |
-
294
110 |
-
217.6
46.4 |
|
脈沖氬弧焊 |
1.0 |
供應(yīng)狀態(tài) |
未處理 |
- |
20
650 |
842
531 |
100
90 |
-
- |
-
- |
|
1.5 |
供應(yīng)狀態(tài) |
未處理 |
HSG-1 |
20
650 |
826
581 |
100
98 |
-
294 |
-
296.5 |
|
縫焊 |
1.5 |
供應(yīng)狀態(tài) |
未處理 |
- |
20
650
815 |
763
514
325 |
96
91
100 |
-
294
110 |
-
214.2
48.6 |
3、HastelloyX零件熱處理工藝：板材制件固溶處理：1150℃±10℃，2～15min，快速空冷。焊接件或火焰筒處理：980℃±10℃，60min，空冷。機(jī)加工后除應(yīng)力處理：870℃±10℃，30～60min，空冷。零件穩(wěn)定尺寸處理：760℃±10℃，2h，空冷。
六、HastelloyX品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)：
1、品種分類(lèi)：特種合金可生產(chǎn)各種規(guī)格的HastelloyX無(wú)縫管、HastelloyX鋼板、HastelloyX圓鋼、HastelloyX鍛件、HastelloyX法蘭、HastelloyX圓環(huán)、HastelloyX焊管、HastelloyX鋼帶、HastelloyX絲材及配套焊材。
2、交貨狀態(tài)：無(wú)縫管：固溶+酸白，長(zhǎng)度可定尺；板材：固溶、酸洗、切邊；焊管：固溶酸白+RT%探傷，鍛件：退火+車(chē)光；棒材以鍛軋狀態(tài)、表面磨光或車(chē)光；帶材經(jīng)冷軋、固溶軟態(tài)、去氧化皮交貨；絲材以固溶酸洗盤(pán)狀或直條狀、固溶直條細(xì)磨光狀態(tài)交貨。 |
|
