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產(chǎn)品詳細介紹
哈氏合金(Hastelloy alloy)
一、引言
哈氏合金是鎳基合金的一種，目前主要分為B、C、G三個系列，它主要用于鐵基Cr-Ni或Cr-Ni-Mo不銹鋼、非金屬材料等無法使用的強腐蝕性介質(zhì)場合，在國外已廣泛應用于石油、化工、環(huán)保等諸多領域。其牌號和典型使用場合如下表所示。
為改善哈氏合金的耐蝕性能和冷、熱加工性能，哈氏合金先后進行了三次重大改進， 其發(fā)展過程如下：
B系列 ：B → B-2(00Ni70Mo28) → B-3
C系列 ：C → C-276(00Cr16Mo16W4) → C-4(00Cr16Mo16) → C-22 (00Cr22Mo13W3) → C-2000(00Cr20Mo16)
G系列 ：G → G-3（00Cr22Ni48Mo7Cu） → G-30(00Cr30Ni48Mo7Cu)
目前使用廣泛的是第二代材料N10665(B-2)、N10276(C-276)、N06022(C-22)、N06455(C-4)和N06985(G-3)。第三代材料N10675(B-3)、N10629(B-4)、N06059(C-59)處于推廣階段。由于冶金技術(shù)的進步，近年來出現(xiàn)了多個牌號的含~6%Mo的所謂“超級不銹鋼”，替代了G系列合金，使得G系列合金的生產(chǎn)和使用迅速下降。
三、力學性能
哈氏合金的力學性能非常突出，它具有高強度、高韌性的特點，所以在機加工方面有一定的難度，而且其應變硬化傾向極強，當變形率達到15%時，約為18-8不銹鋼的兩倍。哈氏合金還存在中溫敏化區(qū)，其敏化傾向隨變形率的增加而增大。當溫度較高時，哈氏合金易吸收有害元素使它的力學性能和耐腐蝕性能下降。
1、GH4169高溫合金
GH4169合金是鎳一鉻一鐵基高溫合金。GH4169合金屬于鎳基變形高溫合金。鎳基合金是一種復雜的合金。它被廣泛地應用于制造各種高溫部件。同時，也是所有高溫合金中為注目的一種合金。它的相對使用溫度在所有普通合金系中也是的。目前，先進的飛機發(fā)動機中這種合金的比重在50%以上。
GH4169合金是由國際鎳公司亨廷頓分公司的Eiselstein研制成功，于1995年公開介紹的時效硬化鎳—鉻—鐵基變形合金。合金是以體心立方g〞和面心立方g′相為沉淀強化的一種鎳基變形高溫合金，在650℃以下具有高的抗拉強度、屈服強度和良好的塑性，具有良好的抗腐蝕、抗輻射能、疲勞、斷裂韌性等綜合性能，以及滿意的焊接和焊后成型性能等。合金在-253～650℃很寬的溫度范圍內(nèi)組織性能穩(wěn)定，成為在深冷和高溫條件下用途極廣的高溫合金。由于GH4169良好的綜合性能，目前被廣泛用于航空發(fā)動機的壓氣機盤、壓氣機軸、壓氣機葉片、渦 、渦輪軸、機匣、緊固件和其它結(jié)構(gòu)件和板材焊接件等 [3] 。
我國于70年代開始研制GH4169合金，主要應用于盤件，使用時間比較短，所以采用真空感應加電渣重熔的雙聯(lián)工藝。八十年代開始應用于航空領域，提高和改進材料質(zhì)量、提高合金的綜合性能和使用可靠性成為主要的研究方向。當前GH4169合金的主要研究方向為：
（1）改進冶煉工藝，量化冶煉參數(shù)，實現(xiàn)程序穩(wěn)定操作，使合金顯組織更加均勻，從而得到優(yōu)良的屈服和疲勞強度以及抗裂紋擴展止裂能力，提高低周疲勞強度等；
（2）改進熱處理工藝。目前的熱處理工藝不能很好的鋼錠中心的偏析，所以對組織的均勻性有不利影響，因此采用合理的均勻化退火工藝，得到細晶坯料成為現(xiàn)在的主要研究方向之一；
（3）改進使用設計。由于GH4169的工作溫度不能高于650℃，所以應當加強零部件的冷卻，充分發(fā)揮該高溫合金的高性能、低成本等優(yōu)點；
（4）提高組織穩(wěn)定性能。由于航空發(fā)動機部件的長壽命要求，對于提高GH4169合金長期時效組織穩(wěn)定性方面也是至關重要的。
2、單晶高溫合金
目前單晶合金材料已發(fā)展到第四代，承溫能力到1140℃，已近金屬材料使用溫度極限。未來要進一步滿足先進航空發(fā)動機的需求，葉片的研制材料要進一步拓展，陶瓷基復合材料有望取代單晶高溫合金滿足熱端部件在更高溫度環(huán)境下的使用。
單晶高溫合金葉片研制難度和周期與其結(jié)構(gòu)復雜性有關，普通復雜程度的單晶葉片研制周期較短，但在航空發(fā)動機上應用也需經(jīng)歷較長的時間。從單晶實心葉片到單晶空心葉片、到氣冷復雜空心葉片等，技術(shù)難度跨度很大，相應的研制周期跨度也較大。一般一種普通復雜程度的單晶空心葉片從圖紙確認、模具設計到試制、再到小批投產(chǎn)，需要1～2年時間。但單晶葉片由于其復雜的服役環(huán)境，需要進行大量的驗證試驗，一般一種普通結(jié)構(gòu)的單晶空心葉片從研制出來以后到航空發(fā)動機上應用需5～10年的時間，有的隨發(fā)動機研制進度，甚至需要15年或更長的時間 [4] 。
沉淀硬化鋼常用牌號：
17-4PH/0Cr17Ni4Cu4Nb/05Cr17Ni4Cu4Nb/AISI630,UNS S17400/SUS630/X5CrNiCuNb16-4/PH15-7Mo/（UNS S15700、SUS 632）0Cr15Ni7Mo2Al/ AM-350(UNS S35000/SUS 633)0Cr16Ni4Mo3N/17-7PH(SUS 631) 07Cr17Ni7Al/UNS S17700/AISI 631/ PH13-8Mo/0Cr13Ni8Mo2Al（UNS S13800、XM13/04Cr13Ni8Mo2Al/15-5PH（UNS S15500、XM12）1.4545/XM-12/05Cr15Ni5Cu4Nb/0Cr15Ni5Cu4Nb/Custom-455/00Cr12Ni8Cu2TiNb /AM-355(634型) AM350/0Cr16Ni4Mo3N
沉淀硬化型鋼為馬氏體型沉淀硬化不銹鋼，有較高的強度、耐蝕性、抗氧化性，熱加工性能良好，可加工性與同等硬度的馬氏體型不銹鋼相似。在固溶、時效狀態(tài)下，可用不銹鋼的焊接方法進行焊接。
熱處理規(guī)范
(1)固溶1020～1060℃快冷;
(2)480℃時效,經(jīng)固溶處理后,470～490℃空冷;
(3)550℃時效,經(jīng)固溶處理后,540～560℃空冷;
(4)580℃時效,經(jīng)固溶處理后,570～590℃空冷;
(5)620℃時效,經(jīng)固溶處理后,610～630℃空冷。
用途
用于制造在400℃以下工作的高強度耐蝕件，如飛機中的重要螺栓、銷等緊固件、發(fā)動機零件及閥門、＊＊＊＊具等添加銅的沉淀硬化型鋼種。用于制造軸類、汽輪機部件。廣泛用于航空、石油、化工、紡織、食品、醫(yī)療器械等部門要求耐腐蝕性能的容器、構(gòu)件、工具和零件等
上海秉爭實業(yè)有限公司是一家集研發(fā)、加工、銷售、生產(chǎn)制造為一體的綜合性高新技術(shù)企業(yè)。秉爭實業(yè)立足于本土品牌，常年與寶鋼、太鋼等龍頭企業(yè)合作，同時運用企業(yè)自身化優(yōu)勢，攜手歐洲OUTOKUMPU(奧托昆普)、ESTA(阿威斯塔）、美國哈氏合金、美國C、美國冶聯(lián)ATI、德國蒂森克虜伯VDM、Mannex、德鎳、瑞典山特維克、冶金、新日鐵、神戶制鋼、住友金屬、大同特殊鋼、山陽制鋼、JFE鋼鐵、日金工、法國奧博杜瓦、美國熔爐斯伯、美國斯穆集團等知名品牌為國內(nèi)各大加工制造企業(yè)提供高性能金屬材料。秉爭實業(yè)旗下聚了不銹鋼、特殊鋼、銅鋁合金、鈦鎳合金、石墨五大核心事業(yè)部門，致力于、制造、工程、化學處理、電力能源、飛機制造、汽車制造、電子電器、家用電器、工業(yè)電器、食品機械、石油化工等諸多行業(yè)的原材供應。
所有產(chǎn)品按GB/T 美國ASTM/AE、德國DIN、JIS等供應，并可根據(jù)客戶提供的技術(shù)要求供貨，可品形態(tài)：板、帶、管、棒、鍛件、線、絲、餅、環(huán)、箔、管件、法蘭、件和焊材等
上海秉爭實業(yè) 再說鎳基高溫合號之前，我們先來了解下鎳基高溫合金的種類、特點和用途：見下表
種類 表示 小分類 特點 用途
鎳基變形高溫合金 鎳基變形高溫合金以漢語拼音字母“GH” 加序號表示，如GH36、GH49、GH141等。 按強化可分為固溶強化鎳基變形高溫合金，弱時效強化鎳基變形高溫合金和強時效強化鎳基變形高溫合金3類。 鎳基變形高溫合金可采用常規(guī)的鍛、軋和等冷、熱變形手段加工成材。 鎳基變形高溫合金廣泛地用來制造噴氣發(fā)動機、各種工業(yè)燃氣輪機的熱端部件，如工作葉片，導向葉片、渦和室等。
鎳基鑄造高溫合金 以“K”加序號表示，如K1、K2等。 —
（1）疲勞性能稍差、塑性較低、使用中組織性有所下降；
（2）存在疏松，性能波動較大。
為了減輕這些缺點，1968年在美國首先研制了高硼低碳鎳基鑄造高溫合金。在鎳基鑄造高溫合金其他元素不變的情況下，將硼含量10～20倍，碳含量下降到0.01%～0.03%，而使合金的強度和塑性、疏松，了組織長期性等。這類合金已在美國實際應用。 鎳基鑄造高溫合金用于飛機、船舶、工業(yè)和車輛用燃氣輪機的關鍵的高溫部件，如渦輪機葉片、導向葉片和整體渦輪等。
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GH500 Udimet500 合金采用高Al高Ti沉淀強化的時效合金，具有高的屈服強度和斷裂強度，應用于直升機的發(fā)動機渦部分。
GH520 Udimet520 該合金是一種合金化程度較高的沉淀強化鎳基合金，可在980℃以下長期使用，在高溫下具有良好的抗拉強度、較高的高溫硬度和好的抗氧化性能。
GH536 HastelloyX 合金性能水平與GH3044合金相當，適用于制作在900℃以下長期使用的發(fā)動機室及其它高溫部件。
GH586 為我國自行研制的難變形鎳基高溫合金，合金在-196℃~800℃范圍內(nèi)，具有高的屈服強度和持久蠕變強度和良好的抗氧化性能，現(xiàn)階段國內(nèi)綜合性能的渦材料。在1050℃以上對鈉鹽的耐蝕能力稍差。
GH600 Inconel600 固溶強化的耐熱耐蝕合金，具有良好的抗高溫腐蝕性能、抗氧化性能、冷熱加工性能、低溫機械性能、冷熱疲勞性能。650℃下具有較高的強度，成型性好，易于焊接。
GH625 Inconel625 合金具有良好的耐腐蝕和抗氧化性能，從低溫到980℃具有良好的拉伸性能和疲勞性能，以及耐鹽霧下的應力腐蝕。
GH648 эп648 高鉻合金，在高溫條件下具有良好的耐蝕性能和綜合力學性能。
GH698 эи698 >在550~800℃范圍內(nèi)具有高的持久強度和良好的綜合性能，與Waspaloy合金性能水平相當。
GH708 эп708 新型鎳基時效合金，該合金具有較高的高溫強度，優(yōu)良的抗氧化性能和一定的可焊性能，可在900℃下長期使用。
GH864 Waspalloy 合金在540~815℃溫度范圍內(nèi)具有良好的耐燃氣腐蝕能力、較高的屈服強度和疲勞性能，工藝塑性良好，組織。
GH742 эп742ид rowspan="2" 合金在750~950℃具有良好的高溫性能，是目前變形高溫合金中合金化程度的渦材料，在大推力發(fā)動機上廣泛應用。
