对应的牌号有UNSN06601/W.Nr.2.4851
合金 % 镍 铬 铁 碳 锰 硅 铜 铝 磷 硫
601 最小 58 21 1.0
最大 63 25 余量 0.1 1.5 0.5 1 1.7 0.02 0.015
密度 8.1g/cm3
熔点 1320-1370℃
合金和状态 抗拉强度
RmN/mm2 屈服强度RP0.2N/mm2 延伸率
A5% 布氏硬度
HB
退火处理 650 300 30 -
固溶处理 600 240 30 ≤220
1.高温时具有出色的抗氧化性
2.很好的抗碳化性
3.能很好的抗氧化性含硫气氛
4.在室温和高温时都具有很好的机械性能
5.很好的耐应力腐蚀开裂性能由于控制了碳含量和晶粒尺寸,601具有较高的蠕变断裂强度,因此在500℃以上的领域推荐使用601。
601为面心立方晶格结构。
601合金一个重要性能是能在温度高达1180℃具有抗氧化性。甚至在很严酷的条件下,如加热和冷却循环过程中,601能生成一层致密的氧化膜而得到很高的抗剥落性。601具有很好的抗碳化性。由于有较高的铬、铝含量,601在高温含硫气氛中具有很好的抗氧化性。
1.热处理工厂用的托盘、筐及工夹具。
2.钢丝分股退火和辐射管,高速气体燃烧器,工业炉中的丝网带。
3.氨重整中的隔离罐和硝酸制造中的催化支撑栅格。
4.排气系统部件
5.固体垃圾焚烧炉的燃烧室
6.管道支撑和烟灰处理部件
7.废气解毒系统部件
8.氧气再加热器
incoloy800合金是一种控制碳、铝、钛、硅、锰的固溶态高强度奥氏体镍-铁-铬合金。该合金具有以下特性: 很好的抗腐蚀和耐高温性能,在零下、室温和 600℃高温下都有很好的机械性能很好的抗氧化、还...
Inconel600合金
上海商虎 /张工: 158 –0185 -9914 Inconel600 特性及应用领域概述: Inconel600 合金是镍 -铬-铁基固溶强化合金, 具有杰出的耐高温腐蚀和抗氧化功能、 优 良的冷热加工和焊接功能,在 700℃以下具有满意的热强性和高的塑性。 合金能够经过冷加工得到强化, 也能够用电阻焊、 溶焊或钎焊连接, 适宜制作在 1100℃ 以下承受低载荷的抗氧化零件 。 特性: 1. 具有很好的耐复原、氧化、氮化介质腐蚀的功能 2. 在室温及高温时都具有很好的耐应力腐蚀开裂功能 3. 具有很好的耐干燥氯气和氯化氢气体腐蚀的功能 4. 在零下、室温及高温时都具有很好的机械功能 5. 具有很好的抗蠕变断裂强度,推荐用在 700℃以上的工作环境。 Inconel600 相近牌号: Inconel600 化学成份: Inconel600 物理功能: 合金无磁性 密度 ρ=8.43g/
Inconel600 为面心立方晶格结构。
镍基合金是超合金中应用最广、强度最高的材料。超合金之名称即源自于材料特色;包括:
(1)性能超优异:高温下可维持高强度,且具有优异的抗潜变、抗疲劳等机械性质,以及抗氧化和耐蚀特性与良好的塑性和 焊接性。
(2)合金添加超繁杂:镍基合金常添加十种以上之合金元素,用以增进不同环境之耐蚀性;以及固溶强化或析出强化等作用。
(3)工作环境超恶劣:镍基合金被广泛用于各种严苛之使用条件,如航天飞行引擎燃气 室的高温高压部份、核能、石油、海洋工业之结构件,耐蚀管线等。
三、镍基合金之微组织
镍基合金的晶体结构主要为高温稳定之 面心立方体(FCC)沃斯田铁结构,为了提高其耐热性质,添加了大量的合金元素,这些元素会形成各种二次相,提升了镍基合金之高温强度。二次相的种类包含各种形式之 MC、M23C6、M6C、M7C3碳化物,主要分布在晶界,以及如 γ’ 或 γ’’ 等结 构上为整合性(Coherent)之有序(Ordering)介金属化合物。γ’与 γ’’ 相之其化学组成大致是Ni3(Al, Ti) 或 Ni3Nb,此类有序相在高温下非常稳定,经由它们的强化可得到优良的潜变破坏强度。 典型镍基合金之微组织如下图:
随着合金化程度的提高,其显微组织的变化有如下趋势: γ’相数量逐渐增多,尺寸逐渐增大,并由球状变成立方体,同一合金中出现尺寸和形态不相同的γ’相。此外,在铸造合金中还出现在凝固过程中形成的γ+γ’共晶,晶界析出不连续的颗粒状碳化物并被γ’相薄膜所包围,这些微组织的变化改善了合金的性能。此外,现代镍基合金的化学成份十分复杂,合金的饱和度很高,因此要求对每个合金元素 (尤其是主要强化元素)的含量严加控制,否则会在使用过程中容易析出其他有害的介金属相,如σ、Laves相等,将损害合金的强度和韧性。
四、合金元素之作用与牌号
镍基合金是高温合金中应用最广、强度最高的一类合金。其中添加较大量的Ni 为沃斯田铁相稳定元素,使得镍基合金维持 FCC结构而可以溶解较多其它合金元素,还能保持较好的组织稳定性与材料的塑性;而 Cr、Mo和Al则具有抗氧化和抗腐蚀作用,并具有一定的强化作用。镍基合金的强化依元素作用方式可分为:
(1)固溶强化元素,如W、Mo、Co、Cr和V等,藉由此类原子半径与基材的不同,在Ni-Fe之基地造成局部晶格应变来强化材料;
(2)析出强化元素则如Al、Ti、Nb和Ta等,可以形成整合性有序的A3B型金属间化合物,如Ni3(Al,Ti)等强化相(γ’),使合金得到有效的强化,获得比铁基高温合金和钴基合金更高的高温强度;
(3)晶界强化元素,如B、Zr、Mg和稀土元素等,可加强合金之高温性质。一般镍基合金的牌号由其所开发厂家来命名,如Ni-Cu合金又称为Monel合金,常见如Monel 400、K-500等。Ni-Cr合金一般称为 Inconel合金,也就是常见之镍基耐热合金,主要在氧化性介质条件下使用 ,常见如 Inconel 600、625等。若是Inconel合金中加入较高量的Fe来取代Ni,则为Incoloy合金,其耐高温程度不如镍基析出硬化型合金,但价格便宜,可用于喷射引擎里温度较低部份的组件及石化厂反应器等,如Incoloy 800H、825等。若于Inconel与Incoloy中加入析出强化元素,如Ti、Al、Nb等,则成为析出硬化型(铁)镍基合金,可于高温下仍保有良好的机械强度与抗蚀性,多用于喷射引擎的组件,如 Inconel 718 、Incoloy A-286 等。而 Ni-Cr-Mo(-W)(-Cu) 合金则称为哈氏耐蚀合(Hastelloy),其中Ni-Cr-Mo主要在还原性介质腐蚀的条件下使用。Hastelloy的代表牌号如C-276、C-2000等。
镍基合金耐热合金
镍基合金的代表材料有:
1、Incoloy合金,如Incoloy800,主要成分为;32Ni-21Cr-Ti,Al;属于耐热合金;
2、Inconel合金,如Inconel600,主要成分是;73Ni-15Cr-Ti,Al;属于耐热合金;
3、Hastelloy合金,即哈氏合金,如哈氏C-276,主要成分为;56Ni-16Cr-16Mo-4W;属于耐蚀合金;
4、Monel合金,即蒙乃尔合金,比如说蒙乃尔400,主要成分是;65Ni-34Cu;属于耐蚀合金;
主要合金元素有铬、钨、钼、钴、铝、钛、硼、锆等。其中Cr,Ai等主要起抗氧化作用,其他元素有固溶强化,沉淀强化与晶界强化等作用。
在650~1000℃高温下有较高的强度与一定的抗氧化腐蚀能力,由于足够高的高温强度与抗氧化腐蚀能力,所以常用于制造航空发动机叶片和火箭发动机、核反应堆、能源转换设备上的高温零部件。
镍基高温合金(以下简称镍基合金)是30年代后期开始研制的。英国于1941年首先生产出镍基合金Nimonic 75(Ni-20Cr-0.4Ti);为了提高蠕变强度又添加铝,研制出Nimonic 80(Ni-20Cr-2.5Ti-1.3Al)。美国于40年代中期,苏联于40年代后期,中国于50年代中期也研制出镍基合金。镍基合金的发展包括两个方面:合金成分的改进和生产工艺的革新。50年代初,真空熔炼技术的发展,为炼制含高铝和钛的镍基合金创造了条件。初期的镍基合金大都是变形合金。50年代后期,由于涡轮叶片工作温度的提高,要求合金有更高的高温强度,但是合金的强度高了,就难以变形,甚至不能变形,于是采用熔模精密铸造工艺,发展出一系列具有良好高温强度的铸造合金。60年代中期发展出性能更好的定向结晶和单晶高温合金以及粉末冶金高温合金。为了满足舰船和工业燃气轮机的需要,60年代以来还发展出一批抗热腐蚀性能较好、组织稳定的高铬镍基合金。在从40年代初到70年代末大约40年的时间内,镍基合金的工作温度从 700℃提高到1100℃,平均每年提高10℃左右。
镍基高温合金中应用最为广泛。主要原因在于,一是镍基合金中可以溶解较多合金元素,且能保持较好的组织稳定性;二是可以形成共格有序的 A3B型金属间化合物γ[Ni3(Al,Ti)]相作为强化相,使合金得到有效的强化,获得比铁基高温合金和钴基高温合金更高的高温强度;三是含铬的镍基合金具有比铁基高温合金更好的抗氧化和抗燃气腐蚀能力。镍基合金含有十多种元素,其中Cr主要起抗氧化和抗腐蚀作用,其他元素主要起强化作用。根据它们的强化作用方式可分为:固溶强化元素,如钨、钼、钴、铬和钒等;沉淀强化元素,如铝、钛、铌和钽;晶界强化元素,如硼、锆、镁和稀土元素等。
镍基高温合金按强化方式有固溶强化型合金和沉淀强化型合金。
冶炼方面:为了获得更纯净化的钢水,减低气体含量与有害元素含量;同时由于部分合金中有易氧化元素如Al,Ti等存在,非真空方式冶炼难以控制;更是为了获得更好的热塑性,镍基耐热合金,通常采用真空感应炉熔炼,甚至用真空感应冶炼加真空自耗炉或电渣炉重熔方式进行生产。
变形方面:采用锻造、轧制工艺,对于热塑性差的合金甚至采用挤压开坯后轧制或用软钢(或不锈钢)包套直接挤压工艺。变形的目的是为了破碎铸造组织,优化微观组织结构。
铸造方面:通常用真空感应炉熔炼母合金保证成分与控制气体与杂质含量,并用真空重熔-精密铸造法制成零件。
热处理方面:变形合金和部分铸造合金需进行热处理,包括固溶处理、中间处理和时效处理,以Udmet 500合金为例,它的热处理制度分为四段:固溶处理,1175℃,2小时,空冷;中间处理,1080℃,4小时,空冷;一次时效处理,843℃,24小时,空冷;二次时效处理,760℃,16小时,空冷。以获得所要求的组织状态和良好的综合性能。