推薦鎳鉻鐵合金NS4301耐腐蝕性合金的分析與研究 NS4301是含鈮、鉬的沉淀硬化型鎳鉻鐵合金，在650℃以下時具有高強度、良好的韌性以及在高低溫環(huán)境均具有耐腐蝕性。供貨狀態(tài)可以是固溶處理或沉淀硬化態(tài)。 NS4301具有以下特性：易加工性,在700℃時具有高的抗拉強度、疲勞強度、抗蠕變強度和斷裂強度在1000℃時具有高抗氧化性在低溫下具有穩(wěn)定的化學性能,良好的焊接性能。 NS4301化學成份： 鎳Ni：小值50?大值55 鉻Cr：小值17?大值21 鐵Fe：余量 碳C：大值0.08 錳Mn：大值0.35 硅Si：大值0.35 鉬Mo：小值2.8大值3.3 銅Cu：大值0.3 鈷Co：大值1.0 鋁Al：小值0.2大值0.8 鈦Ti：小值0.65大值1.15 鈮Nb：小值4.75大值5.50 硼B(yǎng)：大值0.006 磷P：大值0.01 硫S：大值0.01

合金元素性能一覽表：

鎳(Ni)：鎳能提高鋼的強度，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)：鉬能使鋼的晶粒細化，提高淬透性和熱強性能，在高溫時保持足夠的強度和抗蠕變能力(長期在高溫下受到應力，發(fā)生變形，稱蠕變)。結(jié)構(gòu)鋼中加入鉬，能提高機械性能。 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，如熱強鋼和磁性材料。

鎢(W)：鎢熔點高，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性，作切削工具及鍛模具用。

鈦(Ti)：鈦是鋼中強脫氧劑。它能使鋼的內(nèi)部組織致密，細化晶粒力；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?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%的釩可細化組織晶粒，提高強度和韌性。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)：鈮能細化晶粒和降低鋼的過熱敏感性及回火脆性，提高強度，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，熔點為2467℃，在1093～1427℃溫度范圍內(nèi)強度較高。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雜的零件，可用作航天和航空工業(yè)的熱防護和結(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，然后進行高溫燒結(jié)法或熔鑄法獲得錠坯或鑄件，但以熔鑄法用得最多，熔鑄法又以電子東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。銅能提高強度和韌性，特別是大氣腐蝕性能。缺點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。鋁的缺點是影響鋼的熱加工性能、焊接性能和切削加工性能。

冶煉方法：合金采用真空感應熔煉加真空電弧重熔、真空感應熔煉加電渣重熔加真空電弧重熔或真空感應熔煉加真空電弧重熔加電渣重熔冶煉工藝生產(chǎn)。 NS4301物理性能： 密度ρ=8.24g/cm3 熔化溫度范圍1260～1320℃ 加工和熱處理：在機械加工領(lǐng)域?qū)匐y加工材料。 NS4301預熱：工件在加熱之前和加熱過程中都必須進行表面清理，保持表面清潔。若加熱環(huán)境含有硫、磷、鉛或其他低熔點金屬，合金將變脆。雜質(zhì)來源于做標記的油漆、粉筆、潤滑油、水、燃料等。燃料的硫含量要低，如液化氣和天然氣的雜質(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。 加熱的電爐最好要具有較精確的控溫能力，爐氣必須為中性或弱堿性，應避免爐氣成分在氧化性和還原性中波動。 NS4301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，熱加工后應及時退火以保證得到最佳的性能。熱加工時材料應加熱到加工溫度的上限，為了保證加工時的塑性，變形量達到20%時的終加工溫度不應低于960℃。 冷加工：冷加工應在固溶處理后進行，加工硬化率大于奧氏體不銹鋼，因此加工設(shè)備應作相應調(diào)整，并且在冷加工過程中應有中間退火過程。 NS4301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”相的擴散速率較低，所以通過長時間的時效處理能使合金獲得最佳的機械性能。 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行鹽浴預處理。 NS4301機加工：機加工需在固溶處理后進行，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。 NS4301焊接：沉淀硬化型的Inconel718合金很適合于焊接，無焊后開裂傾向。適焊性、易加工性、高強度是這種材料的幾大優(yōu)點。 NS4301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。

高溫合金根據(jù)GB/T 14992-2005標準的規(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，采用字母加阿拉伯數(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）。

阿拉伯數(shù)字代表細節(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”補齊?！?”放在第一位表示分類號的數(shù)字與合金編號之間。