推薦高溫合金NiCr19NbMo鎳鉻鐵合金的分析與研究

NiCr19NbMo是是Fe-Ni-Cr基沉淀硬化型變形高溫合金，長期使用溫度范圍-253~650℃，短期使用溫度在800℃，在650℃以下時具有高強(qiáng)度、良好的韌性以及在高低溫環(huán)境均具有耐氧化耐腐蝕性。以及良好的加工性能和焊接性能和長期組織穩(wěn)定性。

NiCr19NbMo適用于制作航空、航天和石油化工中的環(huán)件、葉片、緊固件和結(jié)構(gòu)件等，主要有棒、板、管、帶、絲、等。

NiCr19NbMo執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：DIN,UNS、ASTM、GB/T14992，對應(yīng)牌號：2.4668、N07718、

合金元素性能一覽表：

鎳(Ni)：鎳能提高鋼的強(qiáng)度，而又保持良好的塑性和韌性。鎳對酸堿有較高的耐腐蝕能力，在高溫下有防銹和耐熱能力。但由于鎳是較稀缺的資源，故應(yīng)盡量采用其他合金元素代用鎳鉻鋼。

鉻（Cr）：在結(jié)構(gòu)鋼和工具鋼中，鉻能顯著提高強(qiáng)度、硬度和耐磨性，但同時降低塑性和韌性。鉻又能提高鋼的抗氧化性和耐腐蝕性，因而是不銹鋼，耐熱鋼的重要合金元素。

鉬(Mo)：鉬能使鋼的晶粒細(xì)化，提高淬透性和熱強(qiáng)性能，在高溫時保持足夠的強(qiáng)度和抗蠕變能力(長期在高溫下受到應(yīng)力，發(fā)生變形，稱蠕變)。結(jié)構(gòu)鋼中加入鉬，能提高機(jī)械性能。 還可以抑制合金鋼由于火而引起的脆性。在工具鋼中可提高紅性。

鈷(Co)：鈷是稀有的貴重金屬，多用于特殊鋼和合金中，如熱強(qiáng)鋼和磁性材料。

鎢(W)：鎢熔點(diǎn)高，比重大，是貴生的合金元素。鎢與碳形成碳化鎢有很高的硬度和耐磨性。在工具鋼加鎢，可顯著提高紅硬性和熱強(qiáng)性，作切削工具及鍛模具用。

鈦(Ti)：鈦是鋼中強(qiáng)脫氧劑。它能使鋼的內(nèi)部組織致密，細(xì)化晶粒力；降低時效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在鉻18鎳9奧氏體不銹鋼中加入適當(dāng)?shù)拟?，可避免晶間腐蝕。

釩(V)：釩是鋼的優(yōu)良脫氧劑。鋼中加0.5%的釩可細(xì)化組織晶粒，提高強(qiáng)度和韌性。釩與碳形成的碳化物，在高溫高壓下可提高抗氫腐蝕能力。

鈮(Nb)：鈮能細(xì)化晶粒和降低鋼的過熱敏感性及回火脆性，提高強(qiáng)度，但塑性和韌性有所下降。在普通低合金鋼中加鈮，可提高抗大氣腐蝕及高溫下抗氫、氮、氨腐蝕能力。鈮可改善焊接性能。在奧氏體不銹鋼中加鈮，可防止晶間腐蝕現(xiàn)象。在鐵基中加入以鈮為主的微合金元素組成的合金。鈮屬難熔金屬，熔點(diǎn)為2467℃，在1093～1427℃溫度范圍內(nèi)強(qiáng)度較高。同鎢合金和鉬合金相比，鈮合金塑性好，加工和焊接性能優(yōu)良，因而能制成薄板和外形復(fù)雜的零件，可用作航天和航空工業(yè)的熱防護(hù)和結(jié)構(gòu)材料。鈮合金的工業(yè)生產(chǎn)，首先將粉末制成合金坯條，然后進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)法或熔鑄法獲得錠坯或鑄件，但以熔鑄法用得最多，熔鑄法又以電子?xùn)|熔煉和電弧爐熔煉為主。鈮合金在低溫下（-196℃）仍有較好的塑性。同鉬和鎢相比，鈮的合金元素種類多，加入量高。銅(Cu)：武鋼用大冶礦石所煉的鋼，往往含有銅。銅能提高強(qiáng)度和韌性，特別是大氣腐蝕性能。缺點(diǎn)是在熱加工時容易產(chǎn)生熱脆，銅含量超過0.5%塑性顯著降低。當(dāng)銅含量小于0.50%對焊接性無影響。

鋁(Al)：鋁是鋼中常用的脫氧劑。鋼中加入少量的鋁，可細(xì)化晶粒，提高沖擊韌性，如作深沖薄板的08Al鋼。鋁還具有抗氧化性和抗腐蝕性能，鋁與鉻、硅合用，可顯著提高鋼的高溫不起皮性能和耐高溫腐蝕的能力。鋁的缺點(diǎn)是影響鋼的熱加工性能、焊接性能和切削加工性能。

NiCr19NbMo化學(xué)成份：

碳C：≤0.08

鉻Cr：17.0～21.0

鎳Ni：50~55

鈷Co：≤1.00

鉬Mo：≤2.8~3.30

鋁AL：0.20～0.8

鈦Ti：0.65～1.15

鐵Fe：余

鈮Nb：4.75～5.50

硼B(yǎng)：≤0.006

錳Mn：≤0.35

硅Si：≤0.35

硫S：≤0.015

銅Cu：≤0.30

磷P：≤0.015

鎂Mg：≤0.01

冶煉方法：合金采用真空感應(yīng)熔煉加真空電弧重熔、真空感應(yīng)熔煉加電渣重熔加真空電弧重熔或真空感應(yīng)熔煉加真空電弧重熔加電渣重熔冶煉工藝生產(chǎn)。

NiCr19NbMo主要規(guī)格：冷扎薄板4mm-50mm,熱扎板4mm-14mm,熱扎棒15mm-100mm,煅棒100mm-350mm,熱拉棒8mm-45mm,帶0.8mm-10mm,管10mm-60mm。

NiCr19NbMo物理性能：密度ρ=8.24g/cm3，熔化溫度范圍1260～1320℃，加工和熱處理：在機(jī)械加工領(lǐng)域?qū)匐y加工材料。

NiCr19NbMo預(yù)熱：工件在加熱之前和加熱過程中都應(yīng)進(jìn)行表面清理，保持表面清潔。若加熱環(huán)境含有S、P、鉛或其他低熔點(diǎn)金屬，合金將變脆。雜質(zhì)來源于做標(biāo)記的油漆、粉筆、潤滑油、水、燃料等。燃料的硫含量要低，如液化氣和氣的雜質(zhì)含量要低于0.1%，城市煤氣的硫含量要低于0.25g/m3，石油氣的硫含量低于0.5%是理想的。加熱的電爐應(yīng)要具有較準(zhǔn)的控溫能力，爐氣應(yīng)為中性或弱堿性，應(yīng)避免爐氣成分在氧化性和還原性中波動。

NiCr19NbMo冷熱加工：合金合適的熱加工溫度為1120-900℃，冷卻方式可以是水淬或其他快速冷卻方式，熱加工后應(yīng)及時退火以保證得到很好的性能。熱加工時材料應(yīng)加熱到加工溫度的上限，為了保證加工時的塑性，變形量達(dá)到20%時的終加工溫度不應(yīng)低于960℃。冷加工應(yīng)在固溶處理后進(jìn)行，加工硬化率大于奧氏體不銹鋼，因此加工設(shè)備應(yīng)作相應(yīng)調(diào)整，并且在冷加工過程中應(yīng)有中間退火過程。

NiCr19NbMo冷熱處理：不同的固溶處理和時效處理工藝會得到不同的材料性能。由于γ”相的擴(kuò)散速率較低，所以通過長時間的時效處理能使合金獲得很好的機(jī)械性能。

冷打磨：工件焊縫附近的氧化物要比不銹鋼的更難以去除，需要用細(xì)砂帶打磨，在硝酸和氫氟酸的混合酸中酸洗之前，也要用砂紙去除氧化物或進(jìn)行鹽浴預(yù)處理。

NiCr19NbMo機(jī)加工：機(jī)加工需在固溶處理后進(jìn)行，要考慮到材料的加工硬化性，與奧氏體不銹鋼不同的是，適合采用低表面切削速度。

NiCr19NbMo焊接性能：沉淀硬化型的NiCr19NbMo合金很適合于焊接，無焊后開裂傾向。適焊性、易加工性、高強(qiáng)度是這種材料的幾大優(yōu)點(diǎn)。

NiCr19NbMo適合于電弧焊、等離子焊等。在焊接前，材料表面要潔凈、無油污、無粉筆記號等，焊縫周圍25mm范圍內(nèi)要打磨露出光亮的金屬。

NiCr19NbMo應(yīng)用及特性：合金已用于制作航空、航天和石油化工中的環(huán)件、葉片、緊固件和結(jié)構(gòu)件等，制作石油化工中應(yīng)用的多種零件，可批量生產(chǎn)且使用性況良好。合金在真空自耗重熔時可采用氦氣冷卻工藝，可有效減輕鈮元素偏析，采用噴射成形工藝生產(chǎn)環(huán)件，可降低成本和周期，采用超塑成形可擴(kuò)大生產(chǎn)范圍。

高溫合金根據(jù)GB/T 14992-2005標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定可作如下劃分。

??按照合金的基本成形方式或特殊用途，將合金分為變形高溫合金、鑄造高溫合金、(等軸晶鑄造高溫合金、定向凝固柱晶高溫合金及單晶高溫合金鋼)、焊接用高溫合金絲、粉末冶金高溫合金和彌散強(qiáng)化高溫合金。

??另外按照金屬間化合物高溫材料的基本組成元數(shù)，將金屬間化合物高溫材料劃分為鎳鋁系金屬間高溫材料和鈦鋁系金屬間化合物高溫材料。

??高溫合金和金屬間化合物高溫材料的牌號，采用字母加阿拉伯?dāng)?shù)字相結(jié)合的方法表示。根據(jù)特殊需求，可以在牌號后加英文字母表示原合金的改型合金，如表示某種特定工藝或特定化學(xué)成分等。

??牌號前綴：

①：變形高溫合金牌號采用漢語拼音字母：“GH”作前綴（“G”和“H” 分別為“高”和“合”字漢子拼音的第一個字母）。

②：等軸晶鑄造高溫合金牌號采用漢語拼音字母“K”作前綴，

③：定向凝固柱晶高溫合金牌號采用漢語拼音字母“DZ”作前綴（“D”和“Z” 分別為“定”和“柱”字漢子拼音的第一個字母）。

④：單晶高溫合金牌號采用漢語拼音字母“DD”作前綴 （“D”和“D” 分別為“定”和“單”字漢子拼音的第一個字母）。

⑤焊接用高溫合金絲牌號采用漢語拼音字母“HGH”作前綴 （“GH”符號前的“H”為“焊”字漢語拼音第一個字母，）。

⑥粉末冶金高溫合金牌號采用漢語拼音字母“FGH”做前綴（“CH”符號前的“F”為“粉”字漢語拼音第一個字母），

⑦彌散強(qiáng)化高溫合金牌號采用漢語拼音字母“MGH”做前綴（“GH”符號前的“M”為“彌”字漢語拼音第一個字母）。

⑧金屬間化合物高溫材料牌號采用漢語拼音字母“JG”做前綴（“J”和“G”為“金”和“高”字漢語拼音第一個字母）。

阿拉伯?dāng)?shù)字代表細(xì)節(jié)（變形高溫合金和焊接用高溫合金絲）

前綴后采用四位數(shù)字，第一位數(shù)字表示合金的分類，第二至四位數(shù)字表示合金編號，不足位數(shù)的合金編號用數(shù)字“0”補(bǔ)齊。“0”放在第一位表示分類號的數(shù)字與合金編號之間。