高端合金:InconelX-750圓棒 N07750鎳基合金無縫管 國標GH4145 InconelX-750(N07750)鎳基變形高溫合金 日本牌號:NCF750 一、InconelX-750 概述 InconelX-750合金主要是以γ′[Ni3(Al、Ti、Nb)]相進行時效強化的鎳基高溫合金,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)動機在800℃以下工作并要求強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渦輪葉片等零件。
可供應(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)標準 1.4 InconelX-750 化學成分 見表1-1。
表1-1%CCrNi+CoAlTiFeNb+TaCoMnSiSCuP不大于≤0.0814.0~17.0≥70.00.40~1.002.25~2.755.00~9.000.70~0100.015 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 熱導率 見表2-1。
表2-1θ/c 50 λ/(W/(m·℃). Inconel X-750 線膨脹系數(shù) 見表2-2。
表2-2θ/℃20~20020~30020~40020~50020~60020~70020~800α/10-6℃-4.4 2.2 Inconel X-750密度 ρ=8.25g/cm3。
2.3 Inconel X-750電性能 50℃時的電阻率ρ=1.22×10-6Ω.m。
三、InconelX-750力學性能 InconelX-750技術(shù)標準規(guī)定的帶材、板材和管材的室溫力學性能見表3-1。
表3-1品種規(guī)格δ/mm熱處理制度σb/MPaσP0.2/MPaδ4D/%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)≤515≥30>0.60≥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≥32管材≤965≤550≥790≥15 注:交貨狀態(tài)為固溶980℃±15℃,保溫適當時間,空冷或快冷,去除氧化皮。
InconelX-750技術(shù)標準規(guī)定的絲材的室溫力學性能見表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/MPaσb/MPa絲材≤6.35A類,交貨狀態(tài)≥1310≥1210>6.35~15.88≥1110≥1110≤0.65B類,交貨狀態(tài)≤1030>0.65~12.70895~1140≥0.30~6.35A類,交貨狀態(tài)+650℃±10℃,4h,空冷≥1520>6.35~10.60≥1380>10.60~15.90≥1240A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≤0.65B類+730℃±10℃,16h,空冷≥1070≥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)定進行冷拉; A類:標稱直徑或邊長不大與6.35mm的絲材,冷拉變形量為50%~65%;標稱直徑或邊長大于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)形件標準規(guī)定的持久性能見表3-3。
表3-3θ/℃σ/MPat/hδ4D/%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)標準熱處理后,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,可進行各種焊接,但對大截面的零件較難進行熔焊,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行,焊后應(yīng)進行消除應(yīng)力處理,采用980℃,保濕0.5h或900℃保濕2h。
焊接組合件隨后進行時效處理,可獲得近似完全熱處理狀態(tài)的強度。
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行,以免發(fā)生硫化。
零件應(yīng)避免在870~650℃之間進行“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。