推荐高温合金NiCr19NbMo镍铬铁合金的分析与研究
推荐高温合金NiCr19NbMo镍铬铁合金的分析与研究
NiCr19NbMo是是Fe-Ni-Cr基沉淀硬化型变形高温合金，长期使用温度范围-253~650℃，短期使用温度在800℃，在650℃以下时具有高强度、良好的韧性以及在高低温环境均具有耐氧化耐腐蚀性。以及良好的加工性能和焊接性能和长期组织稳定性。
NiCr19NbMo适用于制作航空、航天和石油化工中的环件、叶片、紧固件和结构件等，主要有棒、板、管、带、丝、等。
NiCr19NbMo执行标准：DIN,UNS、ASTM、GB/T14992，对应牌号：2.4668、N07718、
合金元素性能一览表：
镍(Ni)：镍能提高钢的强度，而又保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力。但由于镍是较稀缺的资源，故应尽量采用其他合金元素代用镍铬钢。
铬（Cr）：在结构钢和工具钢中，铬能显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，因而是不锈钢，耐热钢的重要合金元素。
钼(Mo)：钼能使钢的晶粒细化，提高淬透性和热强性能，在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力(长期在高温下受到应力，发生变形，称蠕变)。结构钢中加入钼，能提高机械性能。 还可以抑制合金钢由于火而引起的脆性。在工具钢中可提高红性。
钴(Co)：钴是稀有的贵重金属，多用于特殊钢和合金中，如热强钢和磁性材料。
钨(W)：钨熔点高，比重大，是贵生的合金元素。钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性。在工具钢加钨，可显著提高红硬性和热强性，作切削工具及锻模具用。
钛(Ti)：钛是钢中强脱氧剂。它能使钢的内部组织致密，细化晶粒力；降低时效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在铬18镍9奥氏体不锈钢中加入适当的钛，可避免晶间腐蚀。
钒(V)：钒是钢的优良脱氧剂。钢中加0.5%的钒可细化组织晶粒，提高强度和韧性。钒与碳形成的碳化物，在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。
铌(Nb)：铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性，提高强度，但塑性和韧性有所下降。在普通低合金钢中加铌，可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力。铌可改善焊接性能。在奥氏体不锈钢中加铌，可防止晶间腐蚀现象。在铁基中加入以铌为主的微合金元素组成的合金。铌属难熔金属，熔点为2467℃，在1093～1427℃温度范围内强度较高。同钨合金和钼合金相比，铌合金塑性好，加工和焊接性能优良，因而能制成薄板和外形复杂的零件，可用作航天和航空工业的热防护和结构材料。铌合金的工业生产，首先将粉末制成合金坯条，然后进行高温烧结法或熔铸法获得锭坯或铸件，但以熔铸法用得最多，熔铸法又以电子东熔炼和电弧炉熔炼为主。铌合金在低温下（-196℃）仍有较好的塑性。同钼和钨相比，铌的合金元素种类多，加入量高。铜(Cu)：武钢用大冶矿石所炼的钢，往往含有铜。铜能提高强度和韧性，特别是大气腐蚀性能。缺点是在热加工时容易产生热脆，铜含量超过0.5%塑性显著降低。当铜含量小于0.50%对焊接性无影响。
铝(Al)：铝是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的铝，可细化晶粒，提高冲击韧性，如作深冲薄板的08Al钢。铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能，铝与铬、硅合用，可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力。铝的缺点是影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能。
NiCr19NbMo化学成份：
碳C：≤0.08
铬Cr：17.0～21.0
镍Ni：50~55
钴Co：≤1.00
钼Mo：≤2.8~3.30
铝AL：0.20～0.8
钛Ti：0.65～1.15
铁Fe：余
铌Nb：4.75～5.50
硼B：≤0.006
锰Mn：≤0.35
硅Si：≤0.35
硫S：≤0.015
铜Cu：≤0.30
磷P：≤0.015
镁Mg：≤0.01
冶炼方法：合金采用真空感应熔炼加真空电弧重熔、真空感应熔炼加电渣重熔加真空电弧重熔或真空感应熔炼加真空电弧重熔加电渣重熔冶炼工艺生产。
NiCr19NbMo主要规格：冷扎薄板4mm-50mm,热扎板4mm-14mm,热扎棒15mm-100mm,煅棒100mm-350mm,热拉棒8mm-45mm,带0.8mm-10mm,管10mm-60mm。
NiCr19NbMo物理性能：密度ρ=8.24g/cm3，熔化温度范围1260～1320℃，加工和热处理：在机械加工领域属难加工材料。
NiCr19NbMo预热：工件在加热之前和加热过程中都应进行表面清理，保持表面清洁。若加热环境含有S、P、铅或其他低熔点金属，合金将变脆。杂质来源于做标记的油漆、粉笔、润滑油、水、燃料等。燃料的硫含量要低，如液化气和气的杂质含量要低于0.1%，城市煤气的硫含量要低于0.25g/m3，石油气的硫含量低于0.5%是理想的。加热的电炉应要具有较准的控温能力，炉气应为中性或弱碱性，应避免炉气成分在氧化性和还原性中波动。
NiCr19NbMo冷热加工：合金合适的热加工温度为1120-900℃，冷却方式可以是水淬或其他快速冷却方式，热加工后应及时退火以保证得到很好的性能。热加工时材料应加热到加工温度的上限，为了保证加工时的塑性，变形量达到20%时的终加工温度不应低于960℃。冷加工应在固溶处理后进行，加工硬化率大于奥氏体不锈钢，因此加工设备应作相应调整，并且在冷加工过程中应有中间退火过程。
NiCr19NbMo冷热处理：不同的固溶处理和时效处理工艺会得到不同的材料性能。由于γ”相的扩散速率较低，所以通过长时间的时效处理能使合金获得很好的机械性能。
冷打磨：工件焊缝附近的氧化物要比不锈钢的更难以去除，需要用细砂带打磨，在硝酸和氢氟酸的混合酸中酸洗之前，也要用砂纸去除氧化物或进行盐浴预处理。
NiCr19NbMo机加工：机加工需在固溶处理后进行，要考虑到材料的加工硬化性，与奥氏体不锈钢不同的是，适合采用低表面切削速度。
NiCr19NbMo焊接性能：沉淀硬化型的NiCr19NbMo合金很适合于焊接，无焊后开裂倾向。适焊性、易加工性、高强度是这种材料的几大优点。
NiCr19NbMo适合于电弧焊、等离子焊等。在焊接前，材料表面要洁净、无油污、无粉笔记号等，焊缝周围25mm范围内要打磨露出光亮的金属。
NiCr19NbMo应用及特性：合金已用于制作航空、航天和石油化工中的环件、叶片、紧固件和结构件等，制作石油化工中应用的多种零件，可批量生产且使用性况良好。合金在真空自耗重熔时可采用氦气冷却工艺，可有效减轻铌元素偏析，采用喷射成形工艺生产环件，可降低成本和周期，采用超塑成形可扩大生产范围。
高温合金根据GB/T 14992-2005标准的规定可作如下划分。
按照合金的基本成形方式或特殊用途，将合金分为变形高温合金、铸造高温合金、(等轴晶铸造高温合金、定向凝固柱晶高温合金及单晶高温合金钢)、焊接用高温合金丝、粉末冶金高温合金和弥散强化高温合金。
另外按照金属间化合物高温材料的基本组成元数，将金属间化合物高温材料划分为镍铝系金属间高温材料和钛铝系金属间化合物高温材料。
高温合金和金属间化合物高温材料的牌号，采用字母加阿拉伯数字相结合的方法表示。根据特殊需求，可以在牌号后加英文字母表示原合金的改型合金，如表示某种特定工艺或特定化学成分等。
牌号前缀：
①：变形高温合金牌号采用汉语拼音字母：“GH”作前缀（“G”和“H” 分别为“高”和“合”字汉子拼音的第一个字母）。
②：等轴晶铸造高温合金牌号采用汉语拼音字母“K”作前缀，
③：定向凝固柱晶高温合金牌号采用汉语拼音字母“DZ”作前缀（“D”和“Z” 分别为“定”和“柱”字汉子拼音的第一个字母）。
④：单晶高温合金牌号采用汉语拼音字母“DD”作前缀 （“D”和“D” 分别为“定”和“单”字汉子拼音的第一个字母）。
⑤焊接用高温合金丝牌号采用汉语拼音字母“HGH”作前缀 （“GH”符号前的“H”为“焊”字汉语拼音第一个字母，）。
⑥粉末冶金高温合金牌号采用汉语拼音字母“FGH”做前缀（“CH”符号前的“F”为“粉”字汉语拼音第一个字母），
⑦弥散强化高温合金牌号采用汉语拼音字母“MGH”做前缀（“GH”符号前的“M”为“弥”字汉语拼音第一个字母）。
⑧金属间化合物高温材料牌号采用汉语拼音字母“JG”做前缀（“J”和“G”为“金”和“高”字汉语拼音第一个字母）。
阿拉伯数字代表细节（变形高温合金和焊接用高温合金丝）
前缀后采用四位数字，第一位数字表示合金的分类，第二至四位数字表示合金编号，不足位数的合金编号用数字“0”补齐。“0”放在第一位表示分类号的数字与合金编号之间。
