Incoloy901
Chengxin
Incoloy 901 是一款 Fe-Ni-Cr 基沉淀硬化型高温合金,以亚稳 γ' 相(Ni₃(Ti,Al))为主要强化相,兼具高强度、抗蠕变及中温抗氧化特性,是 650℃ 以下复杂工况的关键材料。
化学成分 | C :0.02~0.06 | Cr:11.0~14.0 |
Ni:40.0~45.0 | Mo:5.0~6.5 | |
Al:≤0.30 | Ti:2.8~3.1 | |
Fe:余 B0.01~0.02 | ||
物理性能 | 合金和状态:固溶态 抗拉强度Rm N/mm2:1034 屈服强度RP0.2N/mm2:689 延伸率A5 %:12 | |
应用领域 | 化学工业:HASTELLOY B4合金在化学工业中广泛用于耐腐蚀设备和管道的制造,包括酸性处理、氧化剂、氯化物、硫酸和硫化物等环境。 石油和天然气工业:该合金可用于石油和天然气开采、处理和储存中的高温和腐蚀性环境,例如酸性气体、硫化物和氯化物含量较高的介质。 航空航天工业:HASTELLOY B4合金在航空航天领域中被广泛应用于高温、高压和腐蚀性环境下的零部件制造,如涡轮盘、燃烧室和喷嘴等。 医疗设备:由于其良好的耐腐蚀性能和生物相容性,HASTELLOY B4合金也可用于医疗设备和人工器官的制造。 |
典型成分(%):
Ni 40-45(基体)、Cr 11-14(抗氧化)、Ti 2.35-3.1(γ' 强化)、Mo 5-7(固溶强化)、Al 0.35(抑制 γ' 向 η 相转变),含微量 B(晶界强化)和低 C(≤0.1%,减少碳化物析出)。
强化逻辑:
通过 γ' 相(方形颗粒,晶内弥散 + 晶界链状分布)实现时效强化,配合 Mo 的固溶强化,在 650℃ 以下形成高强度 - 塑性平衡。
性能维度 | 指标与特点 |
---|---|
耐高温 | - 长期使用温度 ≤650℃,短时耐受 760℃(抗氧化); - 650℃ 屈服强度 ≥689 MPa(室温 1034 MPa),抗蠕变性能突出。 |
抗腐蚀 | - 耐氯化物应力腐蚀(镍基特性),耐氧化酸(如硝酸)及含硫环境,适合化工介质。 |
物理特性 | - 密度 8.14 g/cm³,熔点 1280-1345℃,热膨胀系数接近铁素体钢(简化异种材料连接)。 |
加工与焊接 | - 热加工温度 1050-1150℃,避免 900-1000℃ 敏感区(防止晶粒粗化); - 焊接需控制热输入,推荐 GTAW(焊丝匹配 Ni-Cr-Mo 系)。 |
航空航天:涡轮盘、压气机盘、轴颈(如涡扇发动机转动件)、涡轮外环紧固件(650℃ 以下长期服役)。
能源电力:燃气轮机静结构件、汽轮机阀杆(700℃ 以下高压环境)、核电辅助设备螺栓。
化工与石油:高温反应器螺栓、耐腐蚀管道法兰(如含硫油气环境)。
高端装备:高温炉夹具、精密传动部件(需高强度 - 低蠕变组合)。
注:国内已成熟应用于航空发动机,国外使用寿命超 10,000 小时(如波音、空客配套)。
熔炼:真空感应熔炼(VIM)+ 真空电弧重熔(VAR)或电渣重熔(ESR),确保高纯净度。
成型:热锻 / 热轧为主,盘件需多向锻造消除各向异性;冷加工后需固溶处理(1090℃×3h 水淬)。
热处理(航空级):
1090℃ 固溶 + 775℃ 时效 4h + 715℃ 时效 24h(双级时效,优化 γ' 分布)。
标准:
国际:ASTM B637(棒材)、UNS N09901、EN 1.4898;
中国:GB/T 14992(GH2901)、航空标准 HB/Z 140。
国家 / 地区 | 牌号 | 对应标准 |
---|---|---|
美国 | UNS N09901 | ASTM B637 |
中国 | GH2901 / NS1102 | GB/T 14992 |
欧洲 | 2.4662 / Nimonic 901 | EN 10095 |
日本 | NCFe30CrTiAl | JIS G4902 |
温度窗口:避免长期在 650-760℃ 区间服役(γ' 相粗化风险),优先用于 650℃ 以下。
应力控制:螺栓安装需严格扭矩(预紧力均匀,防止晶界应力集中)。
环境适配:避免接触熔融铅、锌(热脆风险),硫化物环境需表面防护(如镀镍)。
Incoloy 901 是一款 Fe-Ni-Cr 基沉淀硬化型高温合金,以亚稳 γ' 相(Ni₃(Ti,Al))为主要强化相,兼具高强度、抗蠕变及中温抗氧化特性,是 650℃ 以下复杂工况的关键材料。
化学成分 | C :0.02~0.06 | Cr:11.0~14.0 |
Ni:40.0~45.0 | Mo:5.0~6.5 | |
Al:≤0.30 | Ti:2.8~3.1 | |
Fe:余 B0.01~0.02 | ||
物理性能 | 合金和状态:固溶态 抗拉强度Rm N/mm2:1034 屈服强度RP0.2N/mm2:689 延伸率A5 %:12 | |
应用领域 | 化学工业:HASTELLOY B4合金在化学工业中广泛用于耐腐蚀设备和管道的制造,包括酸性处理、氧化剂、氯化物、硫酸和硫化物等环境。 石油和天然气工业:该合金可用于石油和天然气开采、处理和储存中的高温和腐蚀性环境,例如酸性气体、硫化物和氯化物含量较高的介质。 航空航天工业:HASTELLOY B4合金在航空航天领域中被广泛应用于高温、高压和腐蚀性环境下的零部件制造,如涡轮盘、燃烧室和喷嘴等。 医疗设备:由于其良好的耐腐蚀性能和生物相容性,HASTELLOY B4合金也可用于医疗设备和人工器官的制造。 |
典型成分(%):
Ni 40-45(基体)、Cr 11-14(抗氧化)、Ti 2.35-3.1(γ' 强化)、Mo 5-7(固溶强化)、Al 0.35(抑制 γ' 向 η 相转变),含微量 B(晶界强化)和低 C(≤0.1%,减少碳化物析出)。
强化逻辑:
通过 γ' 相(方形颗粒,晶内弥散 + 晶界链状分布)实现时效强化,配合 Mo 的固溶强化,在 650℃ 以下形成高强度 - 塑性平衡。
性能维度 | 指标与特点 |
---|---|
耐高温 | - 长期使用温度 ≤650℃,短时耐受 760℃(抗氧化); - 650℃ 屈服强度 ≥689 MPa(室温 1034 MPa),抗蠕变性能突出。 |
抗腐蚀 | - 耐氯化物应力腐蚀(镍基特性),耐氧化酸(如硝酸)及含硫环境,适合化工介质。 |
物理特性 | - 密度 8.14 g/cm³,熔点 1280-1345℃,热膨胀系数接近铁素体钢(简化异种材料连接)。 |
加工与焊接 | - 热加工温度 1050-1150℃,避免 900-1000℃ 敏感区(防止晶粒粗化); - 焊接需控制热输入,推荐 GTAW(焊丝匹配 Ni-Cr-Mo 系)。 |
航空航天:涡轮盘、压气机盘、轴颈(如涡扇发动机转动件)、涡轮外环紧固件(650℃ 以下长期服役)。
能源电力:燃气轮机静结构件、汽轮机阀杆(700℃ 以下高压环境)、核电辅助设备螺栓。
化工与石油:高温反应器螺栓、耐腐蚀管道法兰(如含硫油气环境)。
高端装备:高温炉夹具、精密传动部件(需高强度 - 低蠕变组合)。
注:国内已成熟应用于航空发动机,国外使用寿命超 10,000 小时(如波音、空客配套)。
熔炼:真空感应熔炼(VIM)+ 真空电弧重熔(VAR)或电渣重熔(ESR),确保高纯净度。
成型:热锻 / 热轧为主,盘件需多向锻造消除各向异性;冷加工后需固溶处理(1090℃×3h 水淬)。
热处理(航空级):
1090℃ 固溶 + 775℃ 时效 4h + 715℃ 时效 24h(双级时效,优化 γ' 分布)。
标准:
国际:ASTM B637(棒材)、UNS N09901、EN 1.4898;
中国:GB/T 14992(GH2901)、航空标准 HB/Z 140。
国家 / 地区 | 牌号 | 对应标准 |
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美国 | UNS N09901 | ASTM B637 |
中国 | GH2901 / NS1102 | GB/T 14992 |
欧洲 | 2.4662 / Nimonic 901 | EN 10095 |
日本 | NCFe30CrTiAl | JIS G4902 |
温度窗口:避免长期在 650-760℃ 区间服役(γ' 相粗化风险),优先用于 650℃ 以下。
应力控制:螺栓安装需严格扭矩(预紧力均匀,防止晶界应力集中)。
环境适配:避免接触熔融铅、锌(热脆风险),硫化物环境需表面防护(如镀镍)。