InconelX-750合金主要是以γ′[Ni3(Al、Ti、Nb)]相進(jìn)行時效強(qiáng)化的鎳基高溫合金,在980℃以下具有良好的耐腐蝕和抗氧化性能,800℃以下具有較高的強(qiáng)度,540℃以下具有較好的耐松弛性能,同時還具有良好的成形性能和焊接性能。該合金主要用于制造航空發(fā)動機(jī)在800℃以下工作并要求強(qiáng)度較高的耐腐蝕的環(huán)形件、結(jié)構(gòu)件和螺栓等零件、在540℃以下工作的具有中等或較低應(yīng)力并要求耐松弛的平面彈簧和螺旋彈簧。還可用于制造氣輪機(jī)渦輪葉片等零件??晒?yīng)的品種有板材、帶材、棒材、鍛件、環(huán)形件、絲材和管材。
美國牌號:InconelX-750
中國牌號:GH145/GH4145
德國牌號:NiCr15Fe7TiAl
法國牌號:NC15FeTNbA
日本牌號:NCF750
一、InconelX-750 概述
InconelX-750合金主要是以γ′[Ni3(Al、Ti、Nb)]相進(jìn)行時效強(qiáng)化的鎳基高溫合金,在980℃以下具有良好的耐腐蝕和抗氧化性能,800℃以下具有較高的強(qiáng)度,540℃以下具有較好的耐松弛性能,同時還具有良好的成形性能和焊接性能。該合金主要用于制造航空發(fā)動機(jī)在800℃以下工作并要求強(qiáng)度較高的耐腐蝕的環(huán)形件、結(jié)構(gòu)件和螺栓等零件、在540℃以下工作的具有中等或較低應(yīng)力并要求耐松弛的平面彈簧和螺旋彈簧。還可用于制造氣輪機(jī)渦輪葉片等零件??晒?yīng)的品種有板材、帶材、棒材、鍛件、環(huán)形件、絲材和管材。
1.1 InconelX-750 材料牌號 InconelX-750
1.2 InconelX-750 相近牌號 GH145/GH4145(中國),NiCr15Fe7TiAl(德 國),NC15FeTNbA(法國),NCF750(日 本)
1.3 InconelX-750 材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
1.4 InconelX-750 化學(xué)成分 見表1-1。
表1-1 %
C |
Cr |
Ni+Co |
Al |
Ti |
Fe |
Nb+Ta |
Co |
Mn |
Si |
S |
Cu |
P |
不大于 |
||||||||||||
≤0.08 |
14.0~17.0 |
≥70.0 |
0.40~1.00 |
2.25~2.75 |
5.00~9.00 |
0.70~1.20 |
1.00 |
1.00 |
0.50 |
0.010 |
0.50 |
0.015 |
注:表中Mn、Si為棒、鍛件、環(huán)形件和絲材含量,板材、帶材和管材為:ω(Mn)≤0.35%,ω(Si)≤0.35%。
1.5 InconelX-750 熱處理制度 板、帶、管材供應(yīng)狀態(tài)的固溶熱處理制度980℃±15℃,空冷。材料及零件的中間熱處理制度,可分別選擇下列工藝進(jìn)行熱處理。
退火:955~1010℃,水冷。
焊接件焊接前退火:980℃,1h。
焊接件消除應(yīng)力退火:900℃,保濕2h。
消除應(yīng)力退火:885℃±15℃,24h,空冷。
1.6 InconelX-750 品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài) 可以供應(yīng)各種規(guī)格的棒材、鍛件、環(huán)形件、熱軋板、冷軋板、帶材、管材和絲材。
板材和帶材一般于熱軋或冷軋、退火或固溶、酸洗拋光后供應(yīng)。
棒材、鍛件和環(huán)形件可于鍛態(tài)或熱軋狀態(tài)供應(yīng);也可于鍛后固溶處理供應(yīng);棒材可于固溶后磨光或車光供應(yīng),當(dāng)訂單有要求時,可于冷拉狀態(tài)就位。
管材于固溶處理并清除氧化皮后供應(yīng)。
絲材可于固溶狀態(tài)供應(yīng);對于標(biāo)稱直徑或厚度在6.35mm以下的絲材,可固溶后并以50%~65%的冷拉變形供應(yīng);標(biāo)稱直徑或邊長大于6.35mm的絲材,固溶處理后以不小于30%的冷拉變形供應(yīng)。對于標(biāo)稱直徑或邊長不大于0.65mm的絲材,根據(jù)要求固溶處理后以不小于15%的冷拉變形供應(yīng)。
1.7 InconelX-750 熔煉與鑄造工藝 合金采用電弧爐加真空自耗重熔、真空感應(yīng)加電渣、電渣加真空自耗重熔或真空感應(yīng)加真空自耗重熔。
1.8 InconelX-750 應(yīng)用概況與特殊要求 該合金主要用于制造航空發(fā)動機(jī)工作溫度在540℃以下的耐腐蝕的平面波形彈簧、周向螺旋彈簧、螺旋壓簧、彈簧卡圈和密封圈等零件。
二、Inconel X-750 物理及化學(xué)性能
2.1 Inconel X-750 熱性能
2.1.1 Inconel X-750 熔化溫度范圍 1395~1425℃。
2.1.2 Inconel X-750 熱導(dǎo)率 見表2-1。
表2-1[1]
θ/℃ |
50 |
100 |
300 |
500 |
900 |
λ/(W/(m·℃)) |
14.7 |
15.9 |
20.1 |
25.1 |
37.3 |
2.1.3 Inconel X-750 線膨脹系數(shù) 見表2-2。
表2-2[2]
θ/℃ |
20~200 |
20~300 |
20~400 |
20~500 |
20~600 |
20~700 |
20~800 |
α/10-6℃-1 |
13.1 |
13.5 |
14.1 |
14.4 |
15.0 |
15.6 |
16.2 |
2.2 Inconel X-750密度 ρ=8.25g/cm3[7]。
2.3 Inconel X-750電性能 50℃時的電阻率ρ=1.22×10-6Ω.m[6]。
三、InconelX-750力學(xué)性能
InconelX-750技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的帶材、板材和管材的室溫力學(xué)性能見表3-1。
表3-1
品種 |
規(guī)格δ/mm |
熱處理制度 |
σb/MPa |
σP0.2/MPa |
δ4D/% |
φ/% |
HRC |
帶材 |
|
交貨狀態(tài) |
≤930 |
- |
≥18 |
- |
- |
交貨狀態(tài)+730℃±10℃,8h,爐冷55℃/h或空冷到620℃±10℃,8h,空冷,總時效時間不小于18h |
≥1105 |
- |
≥12 |
- |
≥30 |
||
板材 |
≤0.60 |
交貨狀態(tài) |
≤930 |
≤515 |
≥30 |
- |
- |
>0.60 |
≤930 |
≤515 |
≥35 |
- |
- |
||
板材 |
|
交貨狀態(tài)+730℃±10℃,8h,爐冷55℃/h或空冷到620℃±10℃,8h,空冷,總時效時間不小于18h |
≥1170 |
≥795 |
≥18 |
- |
≥32 |
管材 |
|
交貨狀態(tài) |
≤965 |
≤550 |
≥35 |
- |
- |
交貨狀態(tài)+730℃±10℃,8h,爐冷55℃/h或空冷到620℃±10℃,8h,空冷,總時效時間不小于18h |
≥1170 |
≥790 |
≥15 |
- |
- |
注:交貨狀態(tài)為固溶980℃±15℃,保溫適當(dāng)時間,空冷或快冷,去除氧化皮。
InconelX-750技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的絲材的室溫力學(xué)性能見表3-2。
表3-2
品種 |
規(guī)格/mm |
熱處理制度 |
圓形絲 |
方或扁形絲 |
σb/MPa |
σb/MPa |
|||
絲材 |
≤6.35 |
A類,交貨狀態(tài) |
≥1310 |
≥1210 |
>6.35~15.88 |
≥1110 |
≥1110 |
||
≤0.65 |
B類,交貨狀態(tài) |
≤1030 |
|
|
>0.65~12.70 |
895~1140 |
|
||
≥0.30~6.35 |
A類,交貨狀態(tài)+650℃±10℃,4h,空冷 |
≥1520 |
|
|
>6.35~10.60 |
≥1380 |
|
||
>10.60~15.90 |
≥1240 |
|
||
≥0.30~6.35 |
A類,交貨狀態(tài)+1150℃±10℃,2h,空冷,+840℃±10℃,24h,空冷,+650℃±10℃,20h,空冷 |
≥1030 |
|
|
>6.35~15.90 |
≥1000 |
|
||
≤0.65 |
B類+730℃±10℃,16h,空冷 |
≥1070 |
|
|
>0.65~12.70 |
≥1140 |
|
注:交貨狀態(tài),絲材在冷拉至成品前,在1090~1200℃內(nèi)的某一溫度固溶處理,然后按下述規(guī)定進(jìn)行冷拉;
A類:標(biāo)稱直徑或邊長不大與6.35mm的絲材,冷拉變形量為50%~65%;標(biāo)稱直徑或邊長大于6.35mm的絲材,冷拉變形量為30%以上。
B類:標(biāo)稱直徑或邊長不大于0.65mm的絲材,冷拉變形量為15%左右。
InconelX-750棒材、鍛材和環(huán)形件標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的持久性能見表3-3。
表3-3[3]
θ/℃ |
σ/MPa |
t/h |
δ4D/% |
730℃±3℃ |
362 |
≥23 |
≥5 |
四、Inconel X-750 組織結(jié)構(gòu)
4.1 Inconel X-750相變溫度 γ′相開始析出溫度約為600℃,析出峰約為800℃,900℃開始回溶,到970℃時幾乎全部溶解。
4.2 Inconel X-750時間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線
4.3 Inconel X-750合金組織結(jié)構(gòu) 合金經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)熱處理后,其組織由γ基體、Ti(C、N)、Nb(C、N)、M23C6碳化物和γ′[Ni3(Al、Ti、Nb)]相組成,γ′含量大約為14.5%,是合金的主要強(qiáng)化相。
五、 InconelX-750工藝性能與要求
5.1 InconelX-750成形性能 合金的鍛造溫度在1220~950℃之間均易成形。鋼錠開坯鍛造,其加熱溫度可在1200℃,為了使最終鍛件或棒材獲得良好的組織和性能,隨后的鍛造加熱溫度應(yīng)在相應(yīng)較低的溫度下進(jìn)行。終鍛溫度應(yīng)不低于950℃。該合金在劇烈成形工序后應(yīng)進(jìn)行固溶處理。
5.2 InconelX-750焊接性能 合金具有較好的焊接性能,可進(jìn)行各種焊接,但對大截面的零件較難進(jìn)行熔焊,而對小截面零件和薄板焊接性能較好。焊接必須在退火或固溶處理后進(jìn)行,焊后應(yīng)進(jìn)行消除應(yīng)力處理,采用980℃,保濕0.5h或900℃保濕2h。焊接組合件隨后進(jìn)行時效處理,可獲得近似完全熱處理狀態(tài)的強(qiáng)度。
5.3 InconelX-750零件熱處理工藝 零件的熱處理應(yīng)在無硫的中性或還原性氣氛中進(jìn)行,以免發(fā)生硫化。零件應(yīng)避免在870~650℃之間進(jìn)行“熱-冷”處理,對于大截面的零件,為了防止裂紋,固溶處理后應(yīng)在空氣中冷卻。
成品零件最終熱處理:
對于在600℃以上工作、要求最佳持久蠕變性能的零部件:
固溶:1150℃±15℃,保溫2~4h,空冷;
時效:845℃±15℃,保溫24h,空冷+705℃±15℃,保溫24h,空冷。
對于在600℃以下工作、要求最佳室溫和高溫拉伸性能的零部件:
固溶:980℃±15℃,保溫1h,空冷;
時效:730℃±15℃,保溫8h,以50℃/h爐冷到620℃±10℃,保溫8h,空冷。
環(huán)形件一般采用下述熱處理制度:
固溶:1095℃±15℃,保溫2-4h,空冷;
時效:845℃±15℃,保溫24h,空或爐冷到+705℃±15℃,保溫20h,空冷。
棒材和鍛件在600℃以下溫度使用時,采用下述制度進(jìn)行熱處理:
均勻化:885℃±15℃,保溫24h,空冷;
時效:705℃±15℃,保溫20±1h,空冷。
退火狀態(tài)的板材和帶材及做彈簧用的板帶和絲材可采用下述制度進(jìn)行熱處理:
時效:1)705℃±15℃,保溫22h,空冷;
2)760℃±10℃,保溫1h,空冷。
固溶:980℃±15℃,保溫1h,空冷;
時效:730℃±10℃,保溫8h,以50℃/h爐冷到+620℃±10℃,保溫8h,空冷。
5.4 InconelX-750表面處理工藝
5.5 InconelX-750切削加工與磨削性能 合金可以在各種狀態(tài)下進(jìn)行機(jī)械加工,退火或固溶狀態(tài)下機(jī)械加工性能良好。
●公司對公賬戶名:上海益勵金屬材料有限公司
●公司對私賬戶名:林劍飛
●公司企業(yè)認(rèn)證支付寶賬戶:上海益勵金屬材料有限公司
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