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InconelX-750(N07750)鎳基變形高溫合金
    發(fā)布時間: 2020-11-05 11:12    

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。

InconelX-750(N07750)鎳基變形高溫合金

 

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InconelX-750(N07750)鎳基變形高溫合金

 

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。

         1-1                                        %

C

Cr

Ni+Co

Al

Ti

Fe

Nb+Ta

Co

Mn

Si

S

Cu

P

不大于

0.08

14.017.0

70.0

0.401.00

2.252.75

5.009.00

0.701.20

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  13951425

2.1.2 Inconel X-750  熱導(dǎo)率  見表2-1。

                                                                                                        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。

                                                                                    2-2[2]

θ/

20200

20300

20400

20500

20600

20700

20800

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。

                                                                                                      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。

                                                                                                       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

>6.3515.88

1110

1110

0.65

B類,交貨狀態(tài)

1030

 

>0.6512.70

8951140

 

0.306.35

A類,交貨狀態(tài)+650℃±10,4h,空冷

1520

 

>6.3510.60

1380

 

>10.6015.90

1240

 

0.306.35

A類,交貨狀態(tài)+1150℃±10,2h,空冷,+840℃±10,24h,空冷,+650℃±10,20h,空冷

1030

 

>6.3515.90

1000

 

0.65

B類+730℃±10,16h,空冷

1070

 

>0.6512.70

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。

                                          3-3[3]

θ/

σ/MPa

t/h

δ4D/%

730℃±3℃

362

≥23

≥5

Inconel X-750 組織結(jié)構(gòu)

    4.1 Inconel X-750相變溫度 γ′相開始析溫度約為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(CN)、Nb(C、N)、M23C6碳化物和γ′[Ni3(Al、TiNb)]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1220950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0.5h900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870650之間進(jìn)行-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24h,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:1705℃±15,保溫22h,空冷;

              2760℃±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。




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