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N07718(沉淀强化型镍基高温合金)百科

发布:sonhooalloy 浏览:4868次

N07718(通常对应商业牌号Inconel 718) 是一种沉淀强化型镍基高温合金。以下是从成分、物理参数、力学性能及工艺特性四个维度整理的详细百科参数介绍:

一、化学成分(质量分数,%)

该合金主要通过铌、钼、钛、铝等元素形成强化相,其典型控制范围如下:

  • 镍 (Ni): 50.0 - 55.0(基体元素,保证奥氏体组织稳定)

  • 铬 (Cr): 17.0 - 21.0(抗氧化与耐腐蚀元素)

  • 铁 (Fe): 余量(约11% - 22%,降低成本并调节热膨胀)

  • 铌 (Nb): 4.75 - 5.50(主要强化元素,与钼共同形成γ‘’强化相)

  • 钼 (Mo): 2.80 - 3.30(固溶强化)

  • 钛 (Ti): 0.65 - 1.15

  • 铝 (Al): 0.20 - 0.80

  • 钴 (Co): ≤ 1.0

  • 碳 (C): ≤ 0.08

  • 硼 (B): ≤ 0.006

  • 锰 (Mn): ≤ 0.35

  • 硅 (Si): ≤ 0.35

  • 磷 (P): ≤ 0.015

  • 硫 (S): ≤ 0.015

  • 铜 (Cu): ≤ 0.30

二、物理性能参数

  • 密度: 约 8.19 - 8.22 g/cm³

  • 熔点范围: 1260℃ - 1336℃

  • 居里点(磁性转变): 约 -112℃(在此温度以下具有铁磁性,以上为顺磁性)

  • 比热容: 435 J/(kg·K)(常温下)

  • 热导率:

    • 11.2 W/(m·K)(室温)

    • 17.5 W/(m·K)(200℃)

    • 21.4 W/(m·K)(500℃)

  • 电阻率: 约 1.25 μΩ·m(室温)

  • 弹性模量(拉伸模量):

    • 200 GPa(20℃)

    • 184 GPa(500℃)

    • 167 GPa(800℃)

三、力学性能(典型热处理状态)

该合金在标准热处理状态(固溶+时效)下具有极高的强度:

  • 抗拉强度: ≥ 1275 MPa(通常在1375 MPa左右)

  • 屈服强度: ≥ 1035 MPa(通常在1100 MPa左右)

  • 延伸率: ≥ 12%

  • 断面收缩率: ≥ 15%

  • 硬度: 约 36 - 45 HRC(视具体热处理工艺而定)

  • 持久强度: 在650℃、690MPa应力下,断裂寿命通常大于100小时。

四、工艺与热处理特性

  1. 冶炼工艺: 通常采用真空感应熔炼(VIM)+ 电渣重熔(ESR)或真空电弧重熔(VAR)的双联/三联工艺,以控制偏析和夹杂物。

  2. 热加工:

  3. 锻造温度: 加热温度在1120℃ - 1180℃之间,最终变形温度不低于950℃。该合金对锻造温度窗口敏感,需严格控制以防止晶粒粗大或产生裂纹。

  4. 热处理制度(典型标准):

  5. 固溶处理: 980℃ ± 15℃,保温1小时,油淬、水淬或快速风冷。

  6. 时效处理: 720℃ ± 8℃,保温8小时,炉冷至620℃ ± 8℃,保温8小时,空冷。

  7. *注:针对不同的服役温度(如650℃以下或700℃以上),固溶温度可能调整至1020℃-1060℃以获得不同的晶粒度与相平衡。*

  8. 焊接性: 具有良好的焊接性能,可采用氩弧焊、等离子焊、电子束焊等多种方法。焊后通常需进行去应力处理或再次时效以恢复性能。

五、耐腐蚀性能

N07718在多种介质中表现出优异的耐蚀性:

  • 抗氧化性: 在980℃以下空气中具有良好的抗氧化剥落性能。

  • 耐均匀腐蚀: 对许多有机酸、无机酸(如磷酸)具有良好的耐受性。

  • 应力腐蚀开裂: 在氯化物环境中具有优异的抗应力腐蚀开裂能力。

  • 局部腐蚀: 对点蚀和缝隙腐蚀有一定的抵抗力,但弱于如6%钼超级奥氏体不锈钢或镍基合金C-276。

六、典型应用领域

  • 航空航天: 燃气涡轮发动机的涡轮盘、叶片、机匣、轴、紧固件。

  • 油气开采: 深井高温高压环境下的井下工具、管道、阀门、封隔器。

  • 核工程: 燃料棒夹具、反应堆控制棒部件。

  • 低温工程: 因其在低温下保持强度和韧性,用于液氦、液氢储罐。



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