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Hastelloy X哈氏合金材料性能参数分析

2023-08-15 15:58 作者:雄钢合金  | 我要投稿

高温合金概述;

高温合金是指由铬、钼、钴、镍、钛、钨、硼、铈、锆等元素组成,具有优异的高温抗氧化性、优异的耐热性、耐腐蚀性和抗疲劳性,良好的拉伸性和断裂韧性等综合性能,又被称为“超合金”,能在极端环境下长期工作的一类金属材料、因此广泛应用于航空航天、海洋船舶、石油化工、核工业领域和能源领域。

言归正传下面我们来说说───── Hastelloy X哈氏合金  

HastelloyX合金是一种典型的固溶强化镍基合金,以铬和钼为主要固溶强化元素。HastelloyX合金具有良好的抗氧化性和耐腐蚀性,在900℃以下具有适中的耐久性和蠕变强度,良好的冷热成型性和可焊性,适用于制造航空发动机的灭弧室零件和其他在900℃以下长期使用的高温零件。

HastelloyX化学成分;

镍(Ni):49.0

铬(Cr):22.0

钼(Mo):9.0

钨(W):0.60

铁(Fe):15.80

锰(Mn):1.0

碳(C):0.15

硅(Si):1.0

铝(Al):2.0

钴(Co):1.5

磷(P):0.04

HastelloyX力学性能;

熔化温度范围:1295-1381℃

密度:p=8.28g/cm3

合金状态:固溶处理

拉伸强度Rm\MPa:≥690

屈服强度RP0.2N/MM²:≥310

断后伸长率A5/%:≥25

布氏硬度HB:≥241

HastelloyX金相组织构造;

该铝合金在热处理回火情况的机构为马氏体基材,也有少许的TiN和M6C型渗碳体。

HastelloyX具有以下特性:

良好的抗氧化性;Hastelloy X这种合金具有良好的抗氧化性、还原性和中性环境,适用于熔炉和喷气发动机,工作温度高达1200摄氏度。合金形成一层保护性的、坚韧的氧化膜,不会脱落,所以在高温下保持抗氧化性。

抗碳化和氮化;Hastelloy X合金可以抵抗渗碳和渗氮,这可能导致高温合金的失效。

良好的高温强度,良好的成型性和焊接性;

Hastelloy X合金具有良好的工艺性。这种合金的加工硬化率与奥氏体相当。退火状态下的机械加工性良好。这种合金可以通过大多数熔化和电阻焊接。哈氏合金X可以通过AOD精炼或真空感应熔炼来生产。真空电弧或电渣重熔可用于进一步精炼材料。

耐应力腐蚀开裂性;

哈氏合金X合金的导热系数比普通合金不锈钢低,使用标准坡口时需要留有较大的间隙,以保证焊缝的完全熔透。点焊需要相对较长的焊接时间和水冷却,以形成完整的熔核,避免取芯或腐蚀隔离,并区分间歇驱动操作进行缝焊,以利于以最大锻造压力焊接,消除裂纹和最小化变形。熔焊具有较高的延展性,因此建议对3.2毫米以下的薄板使用TIG焊,对3.2毫米以上的薄板使用MIG焊,Hastelloy X也可以使用适当的程序和钎焊合金钎焊合金。大型或复杂的熔焊焊缝通常要进行去应力热处理。

HastelloyX合金的加工及其组织和性能;

HastelloyX属于固溶强化高温合金,其显微组织主要为Y+Mc相。在高温下,晶界容易开裂。基于这一特点,将在制品的热处理温度设定为1130℃,保温时间大于30分钟,使合金管在冷轧和冷拔过程中不开裂。而且以拉、轧为主的冷加工工艺保证了合金管加工过程中金属处于三维压应力状态,避免了因冷拔而在钢管外表面产生残余拉应力的现象。从我们研究的不同热处理工艺对合金管材室温力学性能和显微组织的影响来看,再生产的温度应该在1130- 1150℃之间,这样合金才具有良好的加工性能和显微组织。

Hastelloy X熔炼工艺:

Hastelloy X合金可采用电弧炉+电渣或非真空感应炉+电渣重熔工艺。在铸件生产中,中间合金在感应炉中重新熔化,然后倒入加热的型壳中。

锻造工艺;

Hastelloy X合金在1170℃±10℃加热,终锻温度不低于950℃。板坯热轧加热温度为1150℃±10℃,终轧温度不低于850℃;

环形零件的加热温度为1170℃±10℃。

Hastelloy X热处理工艺:

板材固溶处理:1150℃±10℃,2~15min,快速空冷。

焊接件或火焰筒处理:980℃±10℃,60min,空冷。

机加工后除应力处理:870℃±10℃,30~60min,空冷。

零件稳定尺寸处理:760℃±10℃,2h,空冷。

HastelloyX应用领域;

1.适用于制造航空发动机燃烧室等在900℃以下长期使用的部件和工作温度可达1080℃时可短时间使用的高温部件。

2.用于制造航空发动机燃烧室、蜂窝结构、扩压器、尾喷管等热端部件,如工业和航空汽轮机、工业炉组件、支撑辊、布风板、带和辐射管、石化炉螺旋管、石化炉螺旋管、高温气冷核反应堆等。


总之,随着科学技术的不断进步和应用要求的不断提高和人类对能源、工业的需求不断增长,在未来,相信这种材料必将拥有一个更广泛的应用和更广阔的发展前景,为各种重要领域提供更加安全、可靠、高效的解决方案。

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