Haynes230（230合金）鎳鉻鎢鉬合金圓棒

230合金

HAYNES?230

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1. 高溫強(qiáng)度，熱穩(wěn)定性，環(huán)境抗力

230合金含鎳、鉻、鎢和鉬，具有優(yōu)良的高溫強(qiáng)度，即使長(zhǎng)時(shí)間暴露于1149°C的高溫環(huán)境也有突出的抗氧化性能，尤耐氮化環(huán)境，有非常好的長(zhǎng)時(shí)熱穩(wěn)定性。該材料可機(jī)加，成型加工和鑄造。相比于其他高溫合金，230合金的熱膨脹特性更低，且在高溫條件下，能長(zhǎng)時(shí)間耐顆粒粗化。

2. 易加工

230合金的成型和焊接性能良好。可鍛造，如果高溫足夠長(zhǎng)時(shí)間使整個(gè)工件達(dá)到1177°C，也可熱加工。由于延展性良好，230合金可以冷成型。不管是熱加工還是冷加工，完工零件都需退火并快速冷卻，以恢復(fù)材料的最佳性能。該合金可用多種方法焊接，包括GTAW（鎢極惰氣保護(hù)焊），GMAW（金屬極氣體保護(hù)焊）和電阻焊。

3. 熱處理

230合金的供貨狀態(tài)通常是鍛造固溶。固溶處理的溫度范圍是1177-1246°C，然后快速冷卻或者水淬以達(dá)最優(yōu)性能。

如果退火采用的溫度低于固溶溫度，會(huì)產(chǎn)生碳化沉淀，進(jìn)而影響230合金的強(qiáng)度和延展性。

4. 鑄造

230合金可用傳統(tǒng)的沙模鑄造或真空熔模精鑄。建議采用規(guī)范中硅液位范圍的上限值以提高流動(dòng)性。根據(jù)性能的要求，鑄造零件可以使用鑄造狀態(tài)和固溶狀態(tài)。

5. 多種供貨形狀

230合金的供貨形狀有厚板，薄板，帶材，箔，塊料，圓棒，線材，焊接產(chǎn)品，管料

6. 應(yīng)用

230合金優(yōu)秀的綜合性能使其在航空和能源行業(yè)得以廣泛應(yīng)用，例如燃燒室，轉(zhuǎn)驛函道，火焰穩(wěn)定器，熱電偶保護(hù)套，及其他燃?xì)廨啓C(jī)部件。在化工行業(yè)，用230合金制作催化劑網(wǎng)格架放入氮燃燒器，以及高強(qiáng)度熱電偶保護(hù)套管，高溫?zé)峤粨Q器，管道，高溫波紋管等。

在工業(yè)電熱行業(yè)，230合金有多種應(yīng)用，例如制造爐室，夾具，燃燒室的火焰保護(hù)罩，換熱器內(nèi)殼，風(fēng)門(mén)，氮化爐內(nèi)殼，熱處理用的籃子，格柵，托盤(pán)等。

7. 適用規(guī)范

ASME Section VII，Division I

ASME SB435，SB572，SB564，SB619，SB622，SB626，SB366

ASTM B435，B572，B564，B619，B622，B626，B366

DIN 17744 No 2.4733, NiCr22W14Mo

UNS N06230

AMS5878

ANS5891

ASMEVessel Code2063,section I& section VIII division 1.

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230合金是固溶強(qiáng)化材料，高溫強(qiáng)度優(yōu)秀，室溫易機(jī)加。非常適用于649°C及更高溫度的長(zhǎng)時(shí)應(yīng)用，工作時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)長(zhǎng)于不銹鋼和鎳合金。使用強(qiáng)度更高的230合金，可以節(jié)約75%的用料以達(dá)到相同的負(fù)荷要求。

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在特定測(cè)試條件下，各種合金的應(yīng)力斷裂壽命（棒料和厚板）

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1000小時(shí)內(nèi)產(chǎn)生1%蠕變所需應(yīng)力對(duì)比圖（薄板）

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1232°C固溶退火的薄板 蠕變測(cè)試數(shù)據(jù)

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1232°C固溶退火的厚板和棒料的測(cè)試數(shù)據(jù)

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真空精鑄材料（鑄造態(tài)）

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在升溫過(guò)程中，230合金的低溫疲勞性能優(yōu)異。下圖是應(yīng)力受控測(cè)試的結(jié)果，測(cè)試溫度范圍是427-982°C。測(cè)試樣件取自厚板。扭轉(zhuǎn)應(yīng)力R=-1，頻率20cpm（0.33Hz）

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低周疲勞性能的對(duì)比

測(cè)試溫度427°C。左圖是未經(jīng)曝?zé)崽幚淼臏y(cè)試結(jié)果，右圖是經(jīng)過(guò)760°C，1000小時(shí)曝?zé)崽幚砗蟮臏y(cè)試結(jié)果。測(cè)試樣機(jī)取自厚板或棒料。測(cè)試后用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力（R=-1），20cpm（0.33Hz）復(fù)測(cè)。TSR=總應(yīng)力范圍。
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427°C 低周疲勞壽命測(cè)試

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冷軋，1232°C 固溶退火（薄板）

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熱軋，1232°C固溶退火（厚板）

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真空精鑄材料（鑄造態(tài)）

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屈服強(qiáng)度對(duì)比圖（薄板）

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熱穩(wěn)定性

長(zhǎng)時(shí)間中等溫度曝?zé)崽幚砗螅?30合金仍有很好的延展性。即使在649-871°C下暴露16000小時(shí)，230合金也不會(huì)產(chǎn)生sigma相等有害相。固溶處理主要沉淀物質(zhì)是碳化物。

下面是230合金和具有固溶強(qiáng)化性質(zhì)的其他超級(jí)合金的對(duì)比，例如188合金，625合金，X合金。這些合金都會(huì)產(chǎn)生有害相，影響抗拉強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度。

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室溫沖擊強(qiáng)度對(duì)比

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熱膨脹特性
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相比于絕大多數(shù)高強(qiáng)度的超級(jí)合金，鐵鎳鉻合金和奧氏體不銹鋼，230合金的熱膨脹率相對(duì)較低。這意味著復(fù)雜零件制造的熱應(yīng)力更低，零件尺寸控制更佳精確。

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在空氣和燃燒氣體氧化環(huán)境中，230合金都具有優(yōu)異的抗氧化性能，在1149°C高溫下可長(zhǎng)時(shí)連續(xù)工作。曝?zé)釙r(shí)間越短，230合金的工作溫度越高。

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982°C，曝?zé)?000小時(shí)，抗氧化性能對(duì)比

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氧化測(cè)試參數(shù)

曝?zé)針蛹叽纾?mm*64mm*厚度，固定在旋轉(zhuǎn)夾持器上，置于燃燒器的產(chǎn)物。燃燒器使用2號(hào)燃油，空油比為50:1（氣體速度為0.3馬赫）每三十分鐘，樣件被自動(dòng)移出氣流，冷卻至室溫然后再放入火焰排。

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1093°C，曝?zé)?00小時(shí)，抗氧化性能對(duì)比

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流動(dòng)氣體抗氧化測(cè)試

流動(dòng)氣體以213.4cm/分鐘的速度流過(guò)測(cè)試樣件。每周一次測(cè)試樣機(jī)的溫度循環(huán)至室溫。

***金屬減少+平均內(nèi)滲 ? ?***601測(cè)試樣件出現(xiàn)很大的內(nèi)部空隙。

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1149°C，1008小時(shí)，流動(dòng)氣體抗氧化測(cè)試的對(duì)比

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230合金是市售材料中抗氮化性能最高的合金。測(cè)試樣件在649°C和982°C的流動(dòng)氨氣中測(cè)試168個(gè)小時(shí)。測(cè)試前后分析樣件的氮吸收量。

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抗碳化

相比于很多工業(yè)用合金，230合金有很好的抗碳化性能。將測(cè)試樣件放在緊密堆砌的石墨中，982°C，500小時(shí)。測(cè)試前后化學(xué)分析碳吸收量。

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加工特性 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

熱處理

230合金的常規(guī)供貨狀態(tài)是1232°C固溶態(tài)。采用1163°C處理的話，材料性能會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)變化。工序之間也用更低的溫度進(jìn)行退火，但是加工完成后需要做一次固溶熱處理以達(dá)最優(yōu)性能和結(jié)構(gòu)。

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室溫抗拉性能-冷收縮效果

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典型微觀結(jié)構(gòu)

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230合金可用鎢極氣體保護(hù)焊（GTAW），金屬極氣體保護(hù)焊，手工電弧焊和電阻焊。230合金的焊接性能和X合金相近。不建議使用埋弧焊。

基體金屬準(zhǔn)備

焊接之前，須用溶劑清潔焊接表面及相鄰區(qū)域。所有異物，例如油脂，切削油，粉筆標(biāo)記，機(jī)加冷卻液，防銹油，油氣，鐵銹皮，滲透染色劑等都必須清洗干凈。焊接時(shí)材料最好是固溶退火態(tài)。

焊料選擇

采用鎢極氣體保護(hù)焊或者金屬極氣體保護(hù)焊來(lái)焊接230合金時(shí)，推薦使用HAYNES230-WTM （AWS A5.14， ERNiCrWMo-1）焊料。手工電弧焊可使用230-W包覆焊條。230合金和其他鎳基，鈷基和鐵基材料焊接時(shí)，建議使用230-W焊絲，HAYNES556TM合金，AMS5838，5786,5787的焊接產(chǎn)品。

預(yù)熱，層間溫度和焊后熱處理

無(wú)需預(yù)熱。一般預(yù)熱溫度為室溫（即車(chē)間環(huán)境）。層間溫度保持在93°C。如果需要，焊接通道之間可采用輔助冷卻方法，但注意不要帶入雜質(zhì)。230合金一般不需要做焊后熱處理。

常規(guī)焊接參數(shù)

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鎢極氣體保護(hù)自動(dòng)氬弧焊接

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手動(dòng)鎢極氣體保護(hù)氬弧焊

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金屬極氣體保護(hù)氬弧焊

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手工電弧焊典型參數(shù)

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230合金的機(jī)加特性和其他固溶強(qiáng)化的鎳基合金相似，加工難度被分為中等或偏難。但值得強(qiáng)調(diào)的是采用傳統(tǒng)的機(jī)加方法是可以加工230合金的。這些金屬有加工硬化的特性，因此需要采用更低的轉(zhuǎn)速和進(jìn)刀量。

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