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K92650高温合金(百科)

发布:sonhooalloy 浏览:540624次

K92650是一种具有特定标识的材料,通常出现在美国标准中。下面为您详细解释这种材料。

核心摘要

K92650 是美国UNS编号体系中的一种铸造钴基高温合金。它更为人熟知的商业牌号是 Haynes Alloy X-40Stellite 31。这种合金以其优异的高温强度、出色的抗热腐蚀和抗氧化能力而闻名,广泛应用于航空发动机和工业燃气轮机的静态铸件。


1. 材料身份与标准

  • UNS 编号: K92650

  • 常见商业牌号: Haynes X-40, Stellite 31

  • 材料类型钴基高温合金

  • 相关标准

    • AMS 编号: AMS 5385 (铸造件标准)

    • ASTM 标准: ASTM A567 (铸造高温合金)


2. 主要化学成分

K92650是一种成分复杂的合金,其主要化学成分范围如下(重量百分比%):

  • : 余量

  • : 24.5 - 27.0%

  • : 9.5 - 11.5%

  • : 7.0 - 8.0%

  • : 0.45 - 0.55%

  • : ≤ 2.0%

  • : ≤ 1.0%

  • : ≤ 1.0%

成分设计解读

  • 作为基体,提供了稳定的面心立方结构,使其在高温下不会发生相变,保持结构稳定。

  • 主要提供优异的抗氧化和抗热腐蚀能力。

  • 是主要的固溶强化元素,显著提高合金的高温强度。

  • 可以稳定奥氏体基体,并改善一些综合性能。

  • 与铬、钨等元素形成碳化物,起到沉淀强化作用,增强高温蠕变强度。


3. 主要特性

K92650的特性使其在高温恶劣环境中表现出色:

  1. 优异的高温强度

  2. 在高达 980°C 的温度下,仍能保持较高的强度和硬度。

  3. 具有出色的抗蠕变性能,即在长期高温和应力作用下不易发生缓慢的塑性变形。

  4. 出色的抗氧化和抗热腐蚀性

  5. 高铬含量使其表面能形成一层致密、附着力强的Cr₂O₃氧化膜,有效阻止氧和硫等腐蚀性元素向内扩散。

  6. 特别能抵抗燃油中杂质(如钒、硫)燃烧后形成的“热腐蚀”。

  7. 良好的热疲劳性能

  8. 能够承受反复的加热和冷却循环,不易因热应力而产生裂纹。这对于频繁启停的发动机部件至关重要。

  9. 良好的耐磨性

  10. 硬质的碳化物分布在相对较软的基体上,提供了良好的耐磨粒磨损和微动磨损的能力。

  11. 可铸性良好

  12. 适合制造形状复杂的静态铸件,如涡轮导向叶片和机匣。

  13. 相对易于焊接和修复

  14. 相比一些镍基高温合金,它对于焊接和补焊的裂纹敏感性较低,便于部件的修复。


4. 缺点与局限性

  • 密度高: 约 8.7 g/cm³,比镍基合金和钢都要重,不利于减重。

  • 室温强度相对较低: 其优势主要体现在高温,室温下的强度不如一些高性能镍基合金。

  • 成本高: 钴是战略性稀有金属,价格昂贵且供应不稳定,导致材料成本高。

  • 难以加工: 铸造后硬度高,含有硬质碳化物,对其进行的机加工比较困难。


5. 主要应用领域

K92650主要用于制造承受极高温度的静态部件,典型应用包括:

  • 航空发动机

    • 涡轮导向叶片: 这是最经典的应用,引导高温燃气冲击转子叶片,自身不转动但承受最高温度。

    • 燃烧室部件。

    • 密封环和机匣。

  • 工业燃气轮机

    • 喷嘴、导向叶片和其他热端静态部件。

  • 其他高温环境

    • 热处理炉的夹具、导轨和辐射管。

    • 核工业中的某些部件。

总结

K92650是一种经典的铸造钴基高温合金,其核心竞争力在于在980°C左右极端高温环境下,能同时兼顾高强度、卓越的抗腐蚀性和良好的结构稳定性。 尽管成本较高且密度大,但在航空发动机和高端工业燃气轮机的关键热端部件中,它仍然是不可替代的重要材料之一。当您看到K92650这个牌号时,可以立即联想到“用于高温静态铸件的钴基合金”。



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