Hastelloy X-含鐵量較高的鎳基高溫合金-東莞市粵港模具鋼材有限公司

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Hastelloy X（N06002）哈氏合金Hastelloy X（N06002）

哈氏合金Hastelloy X（N06002）哈氏合金

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*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≤
其他	-	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)0.5～4.0mm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：該合金含鐵量較高的鎳基高溫合金在國(guó)外航空發(fā)動(dòng)機(jī)和民用工業(yè)中獲得了廣泛的應(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*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：見表2-1
3、Hastelloy X（N06002）合金比熱容：表2-2
4、Hastelloy X（N06002）合金線膨脹系數(shù)：見表2-3
5、Hastelloy X（N06002）合金鑄件的熱擴(kuò)散率：見表2-4
表2-1

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

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
7、Hastelloy X（N06002）電性能：電阻率見表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后的氧化速率見表2-6
表2-5

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

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	725 760^② 690 690 690 380	35 30^① 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
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℃*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*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)晶曲線見圖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)*采用HHastelloyX或HGH3113焊絲。
(1)HastelloyX手工氬弧焊對(duì)接規(guī)范見表5-1

表5-1

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)范見表5-3
表5-3

被焊材料	厚度/mm	焊前狀態(tài)	滾盤寬度/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)范見表5-4
表5-4

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)性能見表5-5
表5-5

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
焊接方法	厚度 /mm	焊前狀態(tài)	焊后處理	焊絲牌號(hào)	θ/℃	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	- -	- -
脈沖氬弧焊	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：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+車光；棒材以鍛軋狀態(tài)、表面磨光或車光；帶材經(jīng)冷軋、固溶軟態(tài)、去氧化皮交貨；絲材以固溶酸洗盤狀或直條狀、固溶直條細(xì)磨光狀態(tài)交貨。