Hastelloy X哈氏合金材料性能參數(shù)分析
高溫合金概述;
高溫合金是指由鉻、鉬、鈷、鎳、鈦、鎢、硼、鈰、鋯等元素組成,具有優(yōu)異的高溫抗氧化性、優(yōu)異的耐熱性、耐腐蝕性和抗疲勞性,良好的拉伸性和斷裂韌性等綜合性能,又被稱為“超合金”,能在極端環(huán)境下長(zhǎng)期工作的一類金屬材料、因此廣泛應(yīng)用于航空航天、海洋船舶、石油化工、核工業(yè)領(lǐng)域和能源領(lǐng)域。
言歸正傳下面我們來(lái)說(shuō)說(shuō)─────?Hastelloy X哈氏合金??

HastelloyX合金是一種典型的固溶強(qiáng)化鎳基合金,以鉻和鉬為主要固溶強(qiáng)化元素。HastelloyX合金具有良好的抗氧化性和耐腐蝕性,在900℃以下具有適中的耐久性和蠕變強(qiáng)度,良好的冷熱成型性和可焊性,適用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)的滅弧室零件和其他在900℃以下長(zhǎng)期使用的高溫零件。
HastelloyX化學(xué)成分;
鎳(Ni):49.0
鉻(Cr):22.0
鉬(Mo):9.0
鎢(W):0.60
鐵(Fe):15.80
錳(Mn):1.0
碳(C):0.15
硅(Si):1.0
鋁(Al):2.0
鈷(Co):1.5
磷(P):0.04
HastelloyX力學(xué)性能;
熔化溫度范圍:1295-1381℃
密度:p=8.28g/cm3
合金狀態(tài):固溶處理
拉伸強(qiáng)度Rm\MPa:≥690
屈服強(qiáng)度RP0.2N/MM2:≥310
斷后伸長(zhǎng)率A5/%:≥25
布氏硬度HB:≥241
HastelloyX金相組織構(gòu)造;
該鋁合金在熱處理回火情況的機(jī)構(gòu)為馬氏體基材,也有少許的TiN和M6C型滲碳體。
HastelloyX具有以下特性:
良好的抗氧化性;Hastelloy X這種合金具有良好的抗氧化性、還原性和中性環(huán)境,適用于熔爐和噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),工作溫度高達(dá)1200攝氏度。合金形成一層保護(hù)性的、堅(jiān)韌的氧化膜,不會(huì)脫落,所以在高溫下保持抗氧化性。
抗碳化和氮化;Hastelloy X合金可以抵抗?jié)B碳和滲氮,這可能導(dǎo)致高溫合金的失效。
良好的高溫強(qiáng)度,良好的成型性和焊接性;
Hastelloy X合金具有良好的工藝性。這種合金的加工硬化率與奧氏體相當(dāng)。退火狀態(tài)下的機(jī)械加工性良好。這種合金可以通過(guò)大多數(shù)熔化和電阻焊接。哈氏合金X可以通過(guò)AOD精煉或真空感應(yīng)熔煉來(lái)生產(chǎn)。真空電弧或電渣重熔可用于進(jìn)一步精煉材料。
耐應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂性;
哈氏合金X合金的導(dǎo)熱系數(shù)比普通合金不銹鋼低,使用標(biāo)準(zhǔn)坡口時(shí)需要留有較大的間隙,以保證焊縫的完全熔透。點(diǎn)焊需要相對(duì)較長(zhǎng)的焊接時(shí)間和水冷卻,以形成完整的熔核,避免取芯或腐蝕隔離,并區(qū)分間歇驅(qū)動(dòng)操作進(jìn)行縫焊,以利于以最大鍛造壓力焊接,消除裂紋和最小化變形。熔焊具有較高的延展性,因此建議對(duì)3.2毫米以下的薄板使用TIG焊,對(duì)3.2毫米以上的薄板使用MIG焊,Hastelloy X也可以使用適當(dāng)?shù)某绦蚝外F焊合金釬焊合金。大型或復(fù)雜的熔焊焊縫通常要進(jìn)行去應(yīng)力熱處理。
HastelloyX合金的加工及其組織和性能;
HastelloyX屬于固溶強(qiáng)化高溫合金,其顯微組織主要為Y+Mc相。在高溫下,晶界容易開(kāi)裂。基于這一特點(diǎn),將在制品的熱處理溫度設(shè)定為1130℃,保溫時(shí)間大于30分鐘,使合金管在冷軋和冷拔過(guò)程中不開(kāi)裂。而且以拉、軋為主的冷加工工藝保證了合金管加工過(guò)程中金屬處于三維壓應(yīng)力狀態(tài),避免了因冷拔而在鋼管外表面產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力的現(xiàn)象。從我們研究的不同熱處理工藝對(duì)合金管材室溫力學(xué)性能和顯微組織的影響來(lái)看,再生產(chǎn)的溫度應(yīng)該在1130- 1150℃之間,這樣合金才具有良好的加工性能和顯微組織。
Hastelloy X熔煉工藝:
Hastelloy X合金可采用電弧爐+電渣或非真空感應(yīng)爐+電渣重熔工藝。在鑄件生產(chǎn)中,中間合金在感應(yīng)爐中重新熔化,然后倒入加熱的型殼中。
鍛造工藝;
Hastelloy X合金在1170℃±10℃加熱,終鍛溫度不低于950℃。板坯熱軋加熱溫度為1150℃±10℃,終軋溫度不低于850℃;
環(huán)形零件的加熱溫度為1170℃±10℃。
Hastelloy X熱處理工藝:
板材固溶處理: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。
HastelloyX應(yīng)用領(lǐng)域;
1.適用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室等在900℃以下長(zhǎng)期使用的部件和工作溫度可達(dá)1080℃時(shí)可短時(shí)間使用的高溫部件。
2.用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室、蜂窩結(jié)構(gòu)、擴(kuò)壓器、尾噴管等熱端部件,如工業(yè)和航空汽輪機(jī)、工業(yè)爐組件、支撐輥、布風(fēng)板、帶和輻射管、石化爐螺旋管、石化爐螺旋管、高溫氣冷核反應(yīng)堆等。

總之,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用要求的不斷提高和人類對(duì)能源、工業(yè)的需求不斷增長(zhǎng),在未來(lái),相信這種材料必將擁有一個(gè)更廣泛的應(yīng)用和更廣闊的發(fā)展前景,為各種重要領(lǐng)域提供更加安全、可靠、高效的解決方案。