Nimonic PK25 是一种高性能的沉淀硬化型镍基高温合金，以其在极端高温环境下（通常指650°C至850°C范围）展现出的卓越强度、优异的抗蠕变性能以及良好的抗氧化和耐腐蚀能力而闻名。其制造的中厚板（通常指厚度范围在数毫米至数十毫米的板材，例如4mm - 80mm左右）是制造承受高机械应力和热应力的关键高温部件的理想材料。
核心特性与优势：
卓越的高温强度与抗蠕变性：
PK25的核心优势在于其高温下的持久强度和蠕变断裂强度。这主要归功于其复杂的合金化设计，通过形成细小的、高度稳定的γ' 强化相来实现。这些相在接近其熔点的温度下仍能有效阻碍位错运动，使材料在长期高温服役过程中抵抗缓慢的塑性变形（蠕变）和最终断裂的能力极强。
优异的抗氧化与耐腐蚀性：
合金中含有较高比例的铬，能够在表面形成一层致密、粘附性好的Cr₂O₃氧化膜，有效阻挡氧向内扩散，提供基础抗氧化保护。
添加的铝元素进一步强化了氧化膜，形成更稳定、保护性更强的复合氧化物层（如Al₂O₃），显著提升了在更高温度（尤其是>800°C）下的长期抗氧化能力。
这种保护层也赋予了PK25良好的耐多种高温环境腐蚀（如热腐蚀、渗碳）的性能。
合金成分与强化机制：
基体： 镍提供了稳定的面心立方结构基体和良好的高温韧性基础。
主要强化元素： 铝和钛是形成关键γ' 相的主要元素。
固溶强化元素： 钴、钼、钨等元素大量固溶于镍基体，通过晶格畸变强化基体，并提升γ'相的稳定性。
晶界强化与碳化物形成元素： 碳、硼、锆等微量元素的添加，有助于形成有益的晶界碳化物，强化晶界，提高蠕变抗力。
抗氧化元素： 铬是核心抗氧化元素。
典型成分范围（重量百分比）：Ni (余量), Cr (14-16%), Co (14-16%), Mo (8-10%), Al (1.5-2.0%), Ti (3.5-4.5%), Fe (≤1.0%), C (0.05-0.10%), B (0.005-0.015%), Zr (0.03-0.08%)。
加工与制造（针对中厚板）：
热加工： PK25通常通过热轧工艺生产成中厚板。其热加工窗口相对较窄，需要精确控制温度（通常在1000°C - 1150°C范围）和变形速率，以避免开裂并获得均匀的组织。
热处理： 获得最佳性能的关键步骤。
固溶处理： 将板材加热到γ'相完全溶解的温度以上（约1150°C - 1200°C），保温后快速冷却（通常水冷或空冷），目的是获得过饱和固溶体，为后续时效析出做准备，同时控制晶粒尺寸。
时效处理： 在较低温度（通常在700°C - 850°C范围）进行长时间保温。此阶段细小的γ'相从过饱和基体中均匀弥散析出，达到峰值强化效果。时效制度的选择对最终性能（强度、塑性、蠕变性能的平衡）至关重要。
焊接性： PK25被认为是可焊的，但属于难焊材料。焊接需要严格工艺控制（如高纯度保护气氛、精确的预热和后热处理温度）。常用方法包括惰性气体保护焊（TIG, MIG）、电子束焊（EBW）等。焊后通常需要完整的热处理（固溶+时效）以恢复热影响区的性能。焊材需选用匹配的高温合金焊丝（如与PK25成分相近或专为焊接高温合金设计的焊材）。
关键物理与机械性能（典型值，板材状态）：
密度： 约8.3 g/cm³。
熔点： 约1330°C - 1360°C。
室温拉伸强度： 抗拉强度通常在1200 MPa以上，屈服强度在800 MPa以上。
高温拉伸强度（750°C）： 抗拉强度仍能保持在800 MPa以上，屈服强度在700 MPa以上，远优于普通不锈钢和合金钢。
蠕变性能（750°C/300MPa）： 断裂时间可达数百甚至上千小时，具体取决于热处理状态和板材质量。
弹性模量： 室温约220 GPa，随温度升高而降低。
热膨胀系数： 在20-1000°C范围，平均约14-15 x 10⁻⁶ /K。
热导率： 室温约11 W/(m·K)，随温度升高略有增加。
主要应用领域：
燃气轮机： 燃烧室部件（火焰筒、过渡段）、涡轮导向叶片、高温密封环、燃烧室衬板等承受最高温燃气冲刷和应力的关键热端部件。
航空航天发动机： 高性能涡轮喷气/涡轮风扇发动机的涡轮盘、高压压气机后段叶片与盘、燃烧室部件等。
核工业： 高温反应堆中的某些结构件。
其他高温工业领域： 如热处理炉辊、高温紧固件等极端环境下的承载部件。
总结：
Nimonic PK25镍基高温合金中厚板代表了高温结构材料技术的尖端水平。它通过精妙的合金设计和严格的热机械处理工艺，实现了在650°C至850°C严酷环境下的高强度、优异抗蠕变性和出色的抗氧化/耐腐蚀性的完美结合。这使得它成为现代高效燃气轮机、先进航空发动机以及其他需要极端高温承载能力的关键装备中不可或缺的核心材料，持续推动着能源效率和推进技术的发展。其制造和应用技术也体现了材料科学和工程领域的高精尖水平。
上海商虎镍基合金是一类以镍为基体（通常含镍量≥50%），添加铬、铁、钴、钼、钨、铜、铝、钛等元素形成的高性能合金，具有优异的耐高温、耐腐蚀、抗氧化等性能，广泛应用于航空航天、石油化工、能源等领域。以下是常见的镍基合金材料牌号分类及典型牌号介绍：
一、按主要用途 / 性能分类的典型牌号
1. 耐蚀型镍基合金
这类合金主要用于抵抗各种腐蚀环境（如酸、碱、盐溶液等），典型牌号包括：
哈氏合金（Hastelloy）：
Hastelloy C-276：含镍约 57%，铬 16%，钼 16%，钨 4%，对氧化性和还原性腐蚀介质（如硫酸、盐酸、醋酸等）均有优异耐蚀性，常用于化工设备、烟气脱硫系统。
Hastelloy B-2：高钼（约 28%）合金，对盐酸、硫酸等还原性酸有极强耐蚀性，适用于湿法冶金、制药等领域。
因科镍合金（Inconel）：
Inconel 600：镍 - 铬 - 铁合金（镍 72%、铬 15%、铁 10%），耐氧化和高温腐蚀，同时在常温下耐多种有机酸腐蚀，用于核工业、热处理设备。
蒙乃尔合金（Monel）：
Monel 400：镍 - 铜合金（镍 65%-70%、铜 20%-29%），耐海水、氢氟酸及中性盐溶液腐蚀，广泛用于海洋工程、化工泵阀。
2. 高温合金（耐热型镍基合金）
主要用于高温（600℃以上）环境下保持高强度和抗氧化性，典型牌号：
因科镍合金（Inconel）：
Inconel 718：含镍 52.5%、铬 19%、铁 18.5%，并含铌、钼等元素，具有优异的高温强度和焊接性，是航空发动机涡轮盘、燃烧室的关键材料。
Inconel 625：镍 58%、铬 21.5%、钼 9%，高温下耐氧化和腐蚀，用于航空航天管道、燃气轮机部件。
因科洛伊合金（Incoloy）：
Incoloy 800H：镍 32%-35%、铬 19%-23%、铁基，高温下抗氧化和碳化，用于热处理炉胆、石油化工裂解管。
** René 系列 **：
** René 41**：含镍 55%、铬 19%、钼 11%，高温强度高，用于航空发动机涡轮叶片、导向叶片。
3. 沉淀硬化型镍基合金
通过时效处理析出强化相（如 γ' 相）提高强度，典型牌号：
Inconel X-750：镍 73%、铬 15%，含铝、钛，经时效后强度高，用于航空发动机螺栓、弹簧等高温受力部件。
二、国内外牌号对照（部分）
不同国家对同一类型合金的牌号命名不同，以下是常见对照：
中国牌号 美国牌号 主要用途
GH3030 Inconel 600 高温抗氧化部件
GH4169 Inconel 718 航空发动机涡轮盘
GH3044 Hastelloy X 高温炉用材料、燃烧室
NS3304 Hastelloy C-276 耐强腐蚀设备
N6 Monel 400 耐海水、氢氟酸部件
三、牌号命名规则（以美国为例）
Inconel：以镍为基，含铬、铁等，侧重高温强度和耐蚀性。
Incoloy：以铁为基，含较高镍、铬，侧重高温抗氧化。
Hastelloy：高钼、铬，侧重极端环境耐蚀性。
GH 系列（中国）：“高”“合” 首字母，GH 后数字代表不同牌号（如 GH30 系列为固溶强化型，GH40 系列为沉淀硬化型）。
镍基合金的牌号选择需根据具体使用环境（温度、介质、受力情况等）确定，实际应用中还需参考材料标准（如 ASTM、GB/T）中的成分和性能参数。
