HAYNES230鎳鉻鎢鉬合金

2022-01-05 08:58 作者:上海榮昆金屬制品公司 0人讀過 | 我要投稿

HAYNES230合金是一種鎳鉻鎢鉬合金，兼具優(yōu)良的高溫強度，抗氧化性能，超長時間的熱穩(wěn)定性和良好的可加工性能.

1. 高溫強度，熱穩(wěn)定性，環(huán)境抗力

HAYNES230合金含鎳、鉻、鎢和鉬，具有優(yōu)良的高溫強度，即使長時間暴露于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，有非常好的長時熱穩(wěn)定性。該材料可機加，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，能長時間耐顆粒粗化。

2. 易加工

HAYNES230合金的成型和焊接性能良好。可鍛造，如果高溫足夠長時間使整個工件達到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（鎢極惰氣保護焊），GMAW（金屬極氣體保護焊）和電阻焊。

3. 熱處理

HAYNES230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最優(yōu)性能。

如果退火采用的溫度低于固溶溫度，會產(chǎn)生碳化沉淀，進而影響230合金的強度和延展性。

4. 鑄造

HAYNES230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

HAYNES230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

HAYNES230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，熱電偶保護套，及其他燃氣輪機部件。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，以及高強度熱電偶保護套管，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，燃燒室的火焰保護罩，換熱器內(nèi)殼，風(fēng)門，氮化爐內(nèi)殼，熱處理用的籃子，格柵，托盤等。

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.

HAYNES230合金是固溶強化材料，高溫強度優(yōu)秀，室溫易機加。非常適用于649°C及更高溫度的長時應(yīng)用，工作時間遠遠長于不銹鋼和鎳合金。使用強度更高的230合金，可以節(jié)約75%的用料以達到相同的負荷要求。

在特定測試條件下，各種合金的應(yīng)力斷裂壽命（棒料和厚板）

1000小時內(nèi)產(chǎn)生1%蠕變所需應(yīng)力對比圖（薄板）

1232°C固溶退火的薄板蠕變測試數(shù)據(jù)

1232°C固溶退火的厚板和棒料的測試數(shù)據(jù)

真空精鑄材料（鑄造態(tài)）

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

低周疲勞性能的對比

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

427°C 低周疲勞壽命測試

冷軋，1232°C 固溶退火（薄板）

熱軋，1232°C固溶退火（厚板）

真空精鑄材料（鑄造態(tài)）

屈服強度對比圖（薄板）

熱穩(wěn)定性

長時間中等溫度曝?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，230合金也不會產(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合金和具有固溶強化性質(zhì)的其他超級合金的對比，例如188合金，625合金，X合金。這些合金都會產(chǎn)生有害相，影響抗拉強度和沖擊強度。

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室溫沖擊強度對比

熱膨脹特性

相比于絕大多數(shù)高強度的超級合金，鐵鎳鉻合金和奧氏體不銹鋼，230合金的熱膨脹率相對較低。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。

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高溫下可長時連續(xù)工作。曝?zé)釙r間越短，230合金的工作溫度越高。

982°C，曝?zé)?000小時，抗氧化性能對比

氧化測試參數(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，樣件被自動移出氣流，冷卻至室溫然后再放入火焰排。

1093°C，曝?zé)?00小時，抗氧化性能對比

流動氣體抗氧化測試

流動氣體以213.4cm/分鐘的速度流過測試樣件。每周一次測試樣機的溫度循環(huán)至室溫。

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

1149°C，1008小時，流動氣體抗氧化測試的對比

230合金是市售材料中抗氮化性能高的合金。測試樣件在649°C和982°C的流動氨氣中測試168個小時。測試前后分析樣件的氮吸收量。

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。將測試樣件放在緊密堆砌的石墨中，982°C，500小時。測試前后化學(xué)分析碳吸收量。

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，材料性能會出現(xiàn)相應(yīng)變化。工序之間也用更低的溫度進行退火，但是加工完成后需要做一次固溶熱處理以達最優(yōu)性能和結(jié)構(gòu)。

室溫抗拉性能-冷收縮效果

典型微觀結(jié)構(gòu)

230合金可用鎢極氣體保護焊（GTAW），金屬極氣體保護焊，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，粉筆標記，機加冷卻液，防銹油，油氣，鐵銹皮，滲透染色劑等都必須清洗干凈。焊接時材料最好是固溶退火態(tài)。

焊料選擇

采用鎢極氣體保護焊或者金屬極氣體保護焊來焊接230合金時，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，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

無需預(yù)熱。一般預(yù)熱溫度為室溫（即車間環(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)

鎢極氣體保護自動氬弧焊接