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                高温合金|Superalloy

                高温合↙金是指以铁、镍、钴为基,能在600℃以上的高温下抗氧化、耐腐蚀,并能在一定应力作用下长期工作⌒的一类」金属材料,具有优异的高温强度,良好的抗氧化和抗热腐蚀性㊣ 能,良好的疲劳性能、断裂韧性等↓综合性能,又被称为“超合金,”主要应用于航△空、航天、舰船、车辆、工业燃机和能源领域。

                产品分类 / 用途

                GH 4145 (N07750 / Inconel X-750)

                  (0Cr15Ni70Ti3AINb)  Inconel X-750合金系一种耐腐蚀,抗氧化和高温、高强度的沉淀硬化型热强镍基合金。此合金通常用于深冷至650℃之间。根据此合金的高强度和在高温水中的耐蚀性以及其辐照稳定性Ψ等特点,国内外的轻水(压水、沸水)核反应堆核电厂均选用此钢▓制作堆内的一些构件。


                一、化学成分和组织特点


                  0Cr15Ni70Ti3AlNb合金的化学成分见下表


                表 3-3-25.jpg


                  0Cr15Ni70Ti3AINb合金在固溶态☆为纯奥氏体组织,但经不同温度▼时效后会有γ',Ni3(Al/Ti)金属间相和M23C6碳化〖物等析出。


                二、耐腐蚀性能


                 0Cr15Ni70Ti3AINb 可ω 用于核反应堆中的一些高强度构件。因此,对此合金在核反应堆条件下的耐蚀性进行了比较多的研究和试验。


                  在压水和沸水动力堆一回○路水介质中,0Cr15Ni70Ti3AlNb合金的耐全面腐蚀性能与18-8 Cr-Ni不锈钢和0Cr15Ni75Fe合金相近,腐蚀速率一【般在≤10mg/(d㎡·月)。在其他介质中,此合金的耐腐蚀性也与0Cr15Ni75Fe合金相似。


                  20世纪80年代初,由于轻◤水动力堆用0Cr15Ni70Ti3A1Nb合金的部件也出现了晶间型应力腐蚀断裂,进而引起了人们对此合金耐应力腐▆蚀性能的重视并进行了大量的研究。研究结果表明,0Cr15Ni70Ti3AINb的应力腐蚀敏感性与合金的热处ㄨ理工〗艺、试验条件等密切相关。图3-3-47和表3-3-26的结果指出,0Cr15Ni70Ti3AINb合金经不同热处理后,M23C6型碳化物沿晶界析出是否与基体共格对合金的耐应力腐蚀性能有重大影响。


                表 3-3-26.jpg

                表 3-3-261.jpg


                三、力学性能


                  0Cr15Ni70Ti3AlNb合金可生产的品种很多,由于热¤处理制度的不同,其力学性能也有所不同。本节主々要介绍轻水反应堆在≤350℃以下所用的0Cr15Ni70Ti3AlNb棒材和锻件的性◥能。


                  在不大于593℃以下使用的0Cr15Ni70Ti3AlNb棒材和锻件的力学性能见表3-3-27、表3-3-28和图3-3-48~图3-3-51。


                表 3-3-27.jpg


                四、冷、热加工性∮能


                  0Cr15Ni70Ti3AINb 合金适宜的热变形温度为950~1205℃.大变形量←必须在1040℃以上进行。为满足技术条件的要求,在低于1090℃以下时的变形量应达到约20%。


                  0Cr15Ni70Ti3A1Nb合金№的冷加工性良好。由于它比较容易加工硬化(见图3-3-52),与18-8型Cr-Ni不锈钢相似,所以必须及时固溶处理以防止冷加工开裂。


                图 3-3-52.jpg


                五、热处理工艺


                  根据用途和对性能的不』同要求,此合金的热处理工艺也有所不同。对于工作温★度在600℃以上长期使用的设备、部件,一般是经1150℃固溶,再经845℃稳定化,最后■再进行705℃的时效处理。而对在60℃以下工作的设备和部件,则可在冷、热≡加工或在固溶处理后直接进行时效处理。


                六、焊接性能


                 对0Cr15Ni70Ti3AINb合金,建议采用钨极氩弧焊、电子束焊、等离子焊等焊接方法进行焊〇接。采▲用钨极氩弧焊时可使用Inconel 69填丝。焊接板材的力学性能见图3-3-53。


                七、物理性能


                  0Cr15Ni70Ti3AlNb合金的物理性能▂见下表


                表 3-3-29.jpg


                八、应用


                 由于0Cr15Ni70Ti3A1Nb具有良好的力学性能,耐腐蚀性@能和抗氧化性能,因此,在轻水(压水、沸水)核反应堆中主要用做压力壳密封环(锻件)、螺栓、弹簧、定位ξ 销等部件。我国的小型和大型压水动力堆也均采用此合金制造这些构♀件。


                 此合金作◆为热强合金广泛用于火箭发动机构件;燃气轮机的转子叶轮、叶片和螺栓等紧固件;还可用》于从0℃以下到650℃工作的弹簧等部件。