镍基变形高温合金

上海钢研-张工：158–O185-9914GH3625(GH625)合金是以钼铌为主要强化元素的固溶强化型镍基变形高温合金，具有优良的耐腐蚀和抗氧化性能，从低温到980摄氏度均具有良好的拉伸性能和疲劳性能，并且耐盐雾气氛下的应力腐蚀。

因此，可广泛用于制造航空发动机零部件、宇航结构部件和化工设备。

概述1.1、合金特性：● 对氧化和还原环境的各种腐蚀介质都具有非常出色的抗腐蚀能力●优秀的抗点腐蚀和缝隙腐蚀的能力，并且不会产生由于氯化物引起的应力腐蚀开裂●优秀的耐无机酸腐蚀能力，如硝酸、磷酸、硫酸、盐酸以及硫酸和盐酸的混合酸等●优秀的耐各种无机酸混合溶液腐蚀的能力●温度达40℃时，在各种浓度的盐酸溶液中均能表现出很好的耐蚀性能●良好的加工性和焊接性，无焊后开裂敏感性●具有壁温在-196～450℃的压力容器的制造认证1.2、应用领域●含氯化物的有机化学流程工艺的部件，尤其是在使用酸性氯化物催化剂的场合●用于制造纸浆和造纸工业的蒸煮器和漂白池●烟气脱硫系统中的吸收塔、再加热器、烟气进口挡板、风扇（潮湿）、搅拌器、导流板以及烟道等●用于制造应用于酸性气体环境的设备和部件●乙酸和乙酐反应相近牌号、化学成分与标准2.1、相近牌号UNS NO6625 Inconel625(美国)、 NC22DNb(法国)、/.Nr.2.4856(德国)2.2、执行标准GJB 1953-1994 《航空发动机转动件用高温合金热轧棒材规范》GJB 2611-1996 《航空用高温合金冷拉棒材规范》GJB 2612-1996 《焊接用高温合金冷拉丝材规范》GJB 3020-1997 《航空用高温合金环坯规范》GJB 3165-1998 《航空承力件用高温合金热轧和锻制棒材规范》GJB 3782-1999 《航空用高温合金棒材规范》HB 5198-1982 《航空叶片用变形高温合金棒材》物理性能3.1、密度ρ=8.4g/cm33.2、熔化温度1290~1350℃金相组织结构该合金为面心立方晶格结构。

各种高温合金特性的介绍高温合金是指在高温环境下具有良好性能的合金材料。

它们具有耐高温、抗氧化、抗蠕变等特性，在航空航天、能源、化工等领域具有广泛应用。

下面将介绍几种常见的高温合金及其特性。

1.镍基高温合金镍基高温合金是目前应用最为广泛的一类高温合金。

它们的主要特性如下：-耐高温性能优异：镍基高温合金能在高温下保持良好的力学性能，能在1000℃以上长期使用。

-抗氧化：镍基高温合金能在高温气氛中形成致密的氧化层，防止进一步氧化。

-耐蠕变性能优异：镍基高温合金具有优异的抗蠕变性能，能在高温下长期承受较大的应力而不发生塑性变形。

-抗化学侵蚀能力强：镍基高温合金能够抵抗大多数腐蚀介质的侵蚀，适用于复杂的化工环境。

2.钛基高温合金钛基高温合金是一类新兴的高温合金材料，其主要特性如下：-耐高温性能优异：钛基高温合金可以在600℃以上长期使用，一些类型的钛基高温合金甚至可以在900℃以上使用。

-轻质高强度：钛基高温合金具有较低的密度和高的强度，适用于高温结构轻量化的需求。

-抗氧化：钛基高温合金通过表面氧化处理形成一层致密、防氧化的外层，具有很好的抗氧化性能。

-耐腐蚀性：钛基高温合金在酸碱、盐等腐蚀介质中的耐蚀性能较强，适用于复杂化学环境。

3.铝基高温合金铝基高温合金是一类用铝为基础元素的高温合金。

其主要特性如下：-耐高温性能优异：铝基高温合金一般在500℃以上能够长期使用，一些铝基高温合金甚至在900℃以上也有应用。

-轻质高强度：铝基高温合金的密度较低，但强度较高，适用于高温结构轻量化和高载荷需求。

-抗氧化：铝基高温合金能在高温下形成致密的氧化层，具有较好的抗氧化性能。

-耐蠕变性能优异：铝基高温合金能在高温下保持较好的力学性能，抗蠕变性能突出。

4.铂基高温合金铂基高温合金是一类以铂为基础元素的高温合金-高温稳定性：铂基高温合金在高温下具有较高的稳定性，具有较好的抗氧化性能。

-耐蠕变性能优异：铂基高温合金具有优异的抗蠕变性能，可以在高温高应力下使用。

镍基高温合金生产工艺及其在核反应堆中的应用分析镍基高温合金是一类具有优异高温性能的合金材料，广泛应用于航空、航天、能源等领域。

本文将介绍镍基高温合金的生产工艺及其在核反应堆中的应用分析。

一、镍基高温合金的生产工艺镍基高温合金的生产工艺主要包括原料选取、合金设计、熔炼铸造、热加工和热处理等环节。

1. 原料选取：镍基高温合金的主要成分是镍、铬、钼、钽等合金元素，其中镍是基体元素，其他元素用于合金强化和抗腐蚀。

原料选取需要保证材料的纯度和均匀性，以提高合金的性能。

2. 合金设计：根据合金的使用要求，通过调整合金元素的配比和含量，设计出具有优异高温性能的合金配方。

合金设计需要兼顾强度、塑性、耐腐蚀等综合性能。

3. 熔炼铸造：将选取的原料按照一定比例放入高温电炉中进行熔炼。

在熔炼过程中，需控制合金中各元素的含量，以及铸态组织的形成，避免夹杂物的产生。

4. 热加工：熔炼得到的合金块需要经过热加工，如热压、热挤压、热轧等，以改变合金的形状和尺寸。

热加工可以提高材料的塑性和强度，同时也能改善材料的晶粒结构和机械性能。

5. 热处理：通过热处理可以调控合金的晶粒尺寸和组织结构，提高合金的抗氧化、抗蠕变和抗疲劳性能。

热处理包括固溶处理、时效处理等环节，需根据合金的具体成分和要求进行选择。

二、镍基高温合金在核反应堆中的应用分析镍基高温合金由于其优异的高温性能，被广泛应用于核反应堆中的核燃料元件、包壳、涡轮、管道等关键部件。

1. 核燃料元件：在核反应堆中，核燃料元件是承载核燃料的重要部件。

镍基高温合金具有良好的抗辐照性能、高温强度和耐腐蚀性能，可用于制造核燃料元件的包壳和结构支撑杆。

2. 反应堆包壳：核反应堆的反应堆包壳需要承受高温和高压的环境。

镍基高温合金具有优异的耐热性和耐腐蚀性，能够在高温和强酸环境中保持稳定的性能，因此可用于制造核反应堆的包壳。

3. 涡轮：核反应堆中的涡轮是转动设备，要求具有较高的强度和耐热性。

镍基高温合金具有出色的高温强度和耐蠕变性能，适合用于制造核反应堆的涡轮叶片。

常州市天志金属材料有限公司一、GH4169 概述GH4169合金是以体心四方的γ"和面心立方的γ′相沉淀强化的镍基高温合金，在-253～700℃温度范围内具有良好的综合性能,650℃以下的屈服强度居变形高温合金的首位,并具有良好的抗疲劳、抗辐射、抗氧化、耐腐蚀性能,以及良好的加工性能、焊接性能和长期组织稳定性，能够制造各种形状复杂的零部件，在宇航、核能、石油工业中，在上述温度范围内获得了极为广泛的应用。

该合金的另一特点是合金组织对热加工工艺特别敏感，掌握合金中相析出和溶解规律及组织与工艺、性能间的相互关系，可针对不同的使用要求制定合理、可行的工艺规程，就能获得可满足不同强度级别和使用要求的各种零件。

供应的品种有锻件、锻棒、轧棒、冷轧棒、圆饼、环件、板、带、丝、管等。

可制成盘、环、叶片、轴、紧固件和弹性元件、板材结构件、机匣等零部件在航空上长期使用。

1.1 GH4169 材料牌号 GH4169(GH169)1.2 GH4169 相近牌号 Inconel 718(美国),NC19FeNb(法国)1.3 GH4169 材料的技术标准GJB 2612-1996 《焊接用高温合金冷拉丝材规范》HB 6702-1993 《WZ8系列用GH4169合金棒材》GJB 3165 《航空承力件用高温合金热轧和锻制棒材规范》GJB 1952 《航空用高温合金冷轧薄板规范》GJB 1953《航空发动机转动件用高温合金热轧棒材规范》GJB 2612 《焊接用高温合金冷拉丝材规范》GJB 3317《航空用高温合金热轧板材规范》GJB 2297 《航空用高温合金冷拔（轧）无缝管规范》GJB 3020 《航空用高温合金环坯规范》GJB 3167 《冷镦用高温合金冷拉丝材规范》GJB 3318 《航空用高温合金冷轧带材规范》GJB 2611《航空用高温合金冷拉棒材规范》YB/T5247 《焊接用高温合金冷拉丝》YB/T5249 《冷镦用高温合金冷拉丝》YB/T5245 《普通承力件用高温合金热轧和锻制棒材》GB/T14993《转动部件用高温合金热轧棒材》GB/T14994 《高温合金冷拉棒材》GB/T14995 《高温合金热轧板》GB/T14996 《高温合金冷轧薄板》GB/T14997 《高温合金锻制圆饼》GB/T14998 《高温合金坯件毛坏》GB/T14992 《高温合金和金属间化合物高温材料的分类和牌号》HB 5199《航空用高温合金冷轧薄板》HB 5198 《航空叶片用变形高温合金棒材》HB 5189 《航空叶片用变形高温合金棒材》HB 6072 《WZ8系列用GH4169合金棒材》1.4 GH4169 化学成分该合金的化学成分分为3类：标准成分、优质成分、高纯成分，见表1-1。

GH3039 镍基变形高温合金资料中国牌号：GH3039/GH39俄罗斯牌号：ЭИ602/XH75MБГЮ一、GH3039概述GH3039为单相奥氏体型固溶强化合金，在800℃以下具有中等的热强性和良好的热疲劳性能，1000℃以下抗氧化性能良好。

长期使用组织稳定，还具有良好的冷成形性和焊接性能。

适宜于850℃以下长期使用的航空发动机燃烧室和加力燃烧室零部件。

该合金可以生产板材、棒材、丝材、管材和锻件。

1.1 GH3039 材料牌号 GH3039(GH39)1.2 GH3039 相近牌号ЭИ602，ХН75МБГЮ(俄罗斯）1.3 GH3039 材料的技术标准1.4 GH3039 化学成分见表1-1。

表1-1%注：1.合金中允许有Ce存在。

2.合金中ω(Cu)=0.20%。

1.5 GH3039 热处理制度热轧及冷轧板材和带材固溶处理：1050～1090℃，空冷。

棒材及管材固溶处理：1050～1080℃，空冷或水冷。

1.6 GH3039 品种规格和供应状态可以供应各种规格的热轧板、冷轧板、带材、棒材、丝材、管材、和锻件。

板材、带材和管材固溶处理和酸洗后交货。

丝材于冷加工状态或固溶状态供应棒材不热处理交货。

1.7GH3039 熔炼和铸造工艺合金采用电弧炉熔炼、电弧炉或非真空感应炉加电渣重熔或真空电弧重熔以及真空感应炉加电渣或真空电弧重熔工艺。

1.8GH3039 应用概况与特殊要求用该合金材制作的航空发动机燃烧室及加力燃烧室零部件，经过长期的生产和使用考验，使用性能良好。

二、GH3039 物理及化学性能2.1 GH3039 热性能2.1.1 GH3039 热导率见表2-1。

表2-1[1]2.1.2 GH3039 比热容见表2-2。

2.1.3 GH3039 线膨胀系数见表2-3。

表2-2[1]表2-3[1]2.2 GH3039密度ρ=8.3g/cm3。

2.3 GH3039电性能室温电阻率ρ=1.18×10-6Ω·m。

上海商虎/张工：158 –0185 -9914材料牌号：Inconel718镍基合金美国牌号：NO7718德国牌号：W.Nr.2.4668/NiCr19Fe19Nb5法国牌号：Nc19FeNb一、Inconel718（N07718）镍基合金概述：Inconel718合金是以体心四方的γ"和面心立方的γ′相沉淀强化的镍基高温合金，在-253～700℃温度范围内具有良好的综合性能,650℃以下的屈服强度居变形高温合金的首位,并具有良好的抗疲劳、抗辐射、抗氧化、耐腐蚀性能,以及良好的加工性能、焊接性能和长期组织稳定性，能够制造各种形状复杂的零部件，在宇航、核能、石油工业中，在上述温度范围内获得了极为广泛的应用。

该合金的另一特点是合金组织对热加工工艺特别敏感，掌握合金中相析出和溶解规律及组织与工艺、性能间的相互关系，可针对不同的使用要求制定合理、可行的工艺规程，就能获得可满足不同强度级别和使用要求的各种零件。

供应的品种有锻件、锻棒、轧棒、冷轧棒、圆饼、环件、板、带、丝、管等。

可制成盘、环、叶片、轴、紧固件和弹性元件、板材结构件、机匣等零部件在航空上长期使用。

1、Inconel718材料牌号：Inconel718。

2、Inconel718相近牌号：Inconel718(美国),NC19FeNb(法国)。

3、Inconel718材料的技术标准4、Inconel718化学成分：该合金的化学成分分为3类：标准成分、优质成分、高纯成分，见表1-1。

优质成分的在标准成分的基础上降碳增铌，从而减少碳化铌的数量，减少疲劳源和增加强化相的数量，提高抗疲劳性能和材料强度。

同时减少有害杂质和气体含量。

高纯成分是在优质标准基础上降低硫和有害杂质的含量，提高材料纯度和综合性能。

核能应用的Inconel718合金，需控制硼含量（其他元素成分不变），具体含量由供需双方协商确定。

当ω（B）≤0.002%时，为与宇航工业用的Inconel718合金加以区别，合金牌号为Inconel718A。

材料牌号：Inconel718镍基合金美国牌号：NO7718德国牌号：W.Nr.2.4668/NiCr19Fe19Nb5法国牌号：Nc19FeNb一、Inconel718（N07718）镍基合金概述：Inconel718合金是以体心四方的γ"和面心立方的γ′相沉淀强化的镍基高温合金，在-253～700℃温度范围内具有良好的综合性能,650℃以下的屈服强度居变形高温合金的首位,并具有良好的抗疲劳、抗辐射、抗氧化、耐腐蚀性能,以及良好的加工性能、焊接性能和长期组织稳定性，能够制造各种形状复杂的零部件，在宇航、核能、石油工业中，在上述温度范围内获得了极为广泛的应用。

该合金的另一特点是合金组织对热加工工艺特别敏感，掌握合金中相析出和溶解规律及组织与工艺、性能间的相互关系，可针对不同的使用要求制定合理、可行的工艺规程，就能获得可满足不同强度级别和使用要求的各种零件。

供应的品种有锻件、锻棒、轧棒、冷轧棒、圆饼、环件、板、带、丝、管等。

可制成盘、环、叶片、轴、紧固件和弹性元件、板材结构件、机匣等零部件在航空上长期使用。

1、Inconel718材料牌号：Inconel718。

2、Inconel718相近牌号：Inconel718(美国),NC19FeNb(法国)。

加工和热处理Inconel718合金在机械加工领域属难加工材料。

预热工件在加热之前和加热过程中都必须进行表面清理，保持表面清洁。

若加热环境含有硫、磷、铅或其他低熔点金属，Inconel718合金将变脆。

杂质来源于做标记的油漆、粉笔、润滑油、水、燃料等。

燃料的硫含量要低，如液化气和天然气的杂质含量要低于0.1%，城市煤气的硫含量要低于0.25g/m3，石油气的硫含量低于0.5%是理想的。

加热的电炉最好要具有较精确的控温能力，炉气必须为中性或弱碱性，应避免炉气成分在氧化性和还原性中波动。

热加工Inconel718合金合适的热加工温度为1120-900℃，冷却方式可以是水淬或其他快速冷却方式，热加工后应及时退火以保证得到最佳的性能。

镍基高温合金材料的研究进展一、本文概述镍基高温合金材料作为一种重要的金属材料，以其出色的高温性能、良好的抗氧化性和优异的力学性能，在航空航天、能源、化工等领域具有广泛的应用。

随着科技的快速发展，对镍基高温合金材料的性能要求日益提高，其研究进展也备受关注。

本文旨在全面综述镍基高温合金材料的最新研究进展，包括其成分设计、制备工艺、组织结构、性能优化以及应用领域等方面，以期为未来镍基高温合金材料的进一步发展提供理论支持和指导。

本文首先介绍了镍基高温合金材料的基本概念和特性，概述了其在不同领域的应用现状。

随后，重点分析了镍基高温合金材料的成分设计原理，包括合金元素的选取与配比，以及如何通过成分调控优化材料的性能。

在制备工艺方面，本文介绍了近年来出现的新型制备技术，如粉末冶金、定向凝固、热等静压等，并探讨了这些技术对材料性能的影响。

本文还深入探讨了镍基高温合金材料的组织结构特点，包括相组成、晶粒大小、位错结构等，并分析了这些结构因素对材料性能的影响机制。

在性能优化方面，本文总结了通过热处理、表面处理、复合强化等手段提高镍基高温合金材料性能的研究进展。

本文展望了镍基高温合金材料在未来的发展趋势和应用前景，特别是在新一代航空航天发动机、核能发电、高温传感器等领域的应用潜力。

通过本文的综述，旨在为相关领域的研究人员和企业提供有益的参考和借鉴，推动镍基高温合金材料的进一步发展和应用。

二、镍基高温合金的基础知识镍基高温合金，也称为镍基超合金，是一种在高温环境下具有优异性能的特殊金属材料。

它们主要由镍元素组成，并添加了各种合金元素，如铬、铝、钛、钽、钨、钼等，以优化其热稳定性、强度、抗氧化性、抗蠕变性和耐腐蚀性。

镍基高温合金的这些特性使其在航空航天、能源、石油化工等领域具有广泛的应用。

镍基高温合金之所以能够在高温环境下保持优异的性能，主要得益于其微观结构的特殊性质。

这些合金在固溶处理和时效处理后，会形成一系列复杂的金属间化合物，如γ'、γ''和γ'″等，这些化合物在基体中弥散分布，起到了强化基体的作用。

变形高温合金的特性分类及用途变形高温合金是指在高温环境下具有优异性能的合金材料。

它们主要由镍、钴或铁作为主要基体元素，通过添加一定数量的其他合金元素，如铬、钨、钼等，以及稀土元素等来改善其高温性能。

变形高温合金具有优异的高温力学性能、耐热腐蚀性能和抗疲劳性能，适用于航空航天、能源、化工、石油开采等领域。

根据不同的材料组成和特性，变形高温合金可以分为镍基合金、钴基合金和铁基合金。

1.镍基合金：镍基合金是变形高温合金中使用最广泛的一类。

其主要特点包括优异的高温强度、较好的抗氧化性能和耐腐蚀性能。

这使得镍基合金在航空航天领域中得到广泛应用，如用于制造燃气轮机中的涡轮叶片、燃烧室等。

此外，镍基合金也用于制造化工设备、石油开采工具、核能设备等。

2.钴基合金：钴基合金具有优异的高温强度、抗氧化性能和耐热腐蚀性能。

相比于镍基合金，钴基合金的耐腐蚀性能更好，适用于一些酸性环境或具有氯化物腐蚀的场合。

钴基合金常用于制造高温气轮发动机的叶片和涡轮盘、航空发动机的喷气喉管等。

3.铁基合金：铁基合金是一种相对较新的变形高温合金，具有良好的高温强度和耐腐蚀性能。

相比于镍基合金和钴基合金，铁基合金在材料成本上更加优惠。

铁基合金主要用于制造煤制气锅炉、医疗设备、化工设备等。

1.航空航天领域：变形高温合金广泛用于航空发动机、航空涡轮、燃烧室等关键部件。

这些材料能够承受如高温、高压、高速等极端环境，确保飞机和宇航器的高效、可靠运行。

2.能源领域：变形高温合金用于制造发电厂的燃烧室、燃气轮机等部件，能够承受高温高压的要求。

它们也被用于制造核电站中的包芯管道、核燃料元件等。

3.化工领域：在化工领域，变形高温合金用于制造化工设备，如反应器、管道、催化剂等。

这些设备需要承受高温、高压、腐蚀等严酷条件，变形高温合金能够提供良好的耐热、耐腐蚀性能。

4.石油开采领域：石油开采工具需要具备良好的耐磨损性能和耐腐蚀性能。

在高温、高压、腐蚀性气体和液体环境下，变形高温合金能够提供优异的性能，用于制造油井套管、油井工具等。