HastelloyX鎳基變形高溫合金
美國牌號(hào)：HastelloyX/UNS NO6002     
中國牌號(hào)：GH3536/GH536
法國牌號(hào)：NC22FeD
德國牌號(hào)：NiCr22FeMo
英國牌號(hào)：Nimonic PE13
 

一、HastelloyX概述
  HastelloyX是主要用鉻和鉬固溶強(qiáng)化的一種含鐵量較高的鎳基高溫合金，具有良好的抗養(yǎng)化和耐腐蝕性能，在900℃以下有中等的持久和蠕變強(qiáng)度，冷、熱加工成型性和焊接性能良好。使用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室部件和其他高溫部件，在900℃以下長期使用，短時(shí)工作溫度可達(dá)1080℃。凱泓金屬供應(yīng)的主要品種有板材、帶材、管材、棒材、鍛件、環(huán)形件和精密鑄件。
    1.1 HastelloyX材料牌號(hào)  HastelloyX    
    1.2 HastelloyX 相近牌號(hào) GH3536,GH536,GH22,GH334,GH739,SG-5(中國)，
UNS NO6002，NC22FeD（法國），NiCr22FeMo（德國），Nimonic PE13（英國）
    1.3 HastelloyX材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
    1.4 HastelloyX化學(xué)成分  見表1-1。

表1-1%

C

Cr

Ni

Co

W

Mo

Al

Ti

Fe

B

Cu

Mn

Si

P

S

不大于

0.05～0.15

20.5～23.0

余量

0.50～2.50

0.20～1.00

8.0～10.0

≤0.50

≤0.15

17.0～20.0

0.010

0.50

1.00

1.00

0.025

0.015

注：B按計(jì)算量加入、不分析。
 

1.5 HastelloyX熱處理制度 

板材和管材：1130～1170℃，快速空冷或水冷；棒材和環(huán)形件檢驗(yàn)試樣：1175℃±15℃，空冷或更快冷卻；帶材：1065～1105℃，快速冷卻。
1.6 HastelloyX品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)  

凱泓金屬供應(yīng)δ0.5～4.0mm的板材，δ0.05～0.8mm的帶材，外徑4～20mm、壁厚1.0～2.0mm的管材，直徑0.2～10.0mm的焊絲，直徑≤300mm的棒材和各種直徑及壁厚的環(huán)形件以及不同形狀和尺寸的精密鑄件。板材、帶材和管材經(jīng)固溶處理和酸洗后供應(yīng)，帶材也可呈冷軋狀態(tài)供應(yīng)；焊絲以硬態(tài)、半硬態(tài)、固熔加酸洗、光亮固溶處理狀態(tài)成盤交貨，也可以直條交貨；棒材和環(huán)形件不經(jīng)熱處理交貨。精密鑄件于鑄造狀態(tài)供應(yīng)。
1.7 HastelloyX 熔煉與鑄造工藝  

采用電弧爐加電渣或非真空感應(yīng)爐加電渣重熔工藝。生產(chǎn)鑄件則采用感應(yīng)爐重熔母合金后澆注于加熱的模殼內(nèi)，澆注速度以快些為好。
1.8 HastelloyX 應(yīng)用概況與特殊要求 

該合金在國外航空發(fā)動(dòng)機(jī)和民用工業(yè)中獲得了極為廣泛的應(yīng)用，我國主要用于制造燃燒室部件和其他熱端部件以及蜂窩結(jié)構(gòu)等。合金在高溫下長期使用后有一定的時(shí)效硬化現(xiàn)象。

 

二、HastelloyX 物理及化學(xué)性能
2.1 HastelloyX 熱性能
2.1.1 HastelloyX 熔化溫度范圍  1295～1381℃。
2.1.2 HastelloyX 熱導(dǎo)率  見表2-1。
2.1.3 HastelloyX 比熱容 見表2-2。
2.1.4 HastelloyX 線膨脹系數(shù) 見表2-3。
2.1.5 HastelloyX 合金鑄件的熱擴(kuò)散率 見表2-4。 
 

表2-1

θ/℃	100	200	300	400	500	600	700	800	900
λ/（W/（m·℃））	13.38	17.97	20.27	22.40	24.62	26.79	29.05	31.14	33.44

表2-2

θ/℃	17	100	200	280	408	500	600	700	800	900
c/(J(kg·℃))	372.6	372.6	389.4	456.4	427.1	452.2	464.7	515.0	535.9	561.0

表2-3

θ/℃	20～100	20～200	20～300	20～400	20～500	20～600	20～700	20～800	20～900
α/10-6℃-1	12.1	12.5	13.4	14.0	14.3	14.8	15.5	15.8	16.1

2.2 HastelloyX密度  ρ=8.28g/cm³。
2.3 HastelloyX電性能  電阻率見表2-5。 
 

表2-4

θ/℃	24	100	300	400	500	600	700	800	900
Q/（10-6m2/S））	2.78	3.06	3.68	3.64	4.36	4.32	4.38	4.91	5.23

2.4 HastelloyX磁性能  合金無磁性。
2.5 HastelloyX化學(xué)性能
2.5.1 HastelloyX抗氧化性能 合金在空氣介質(zhì)中試驗(yàn)100h后的氧化速率見表2-6。

表2-5

θ/℃	100	200	300	400	500	600	700	800	900
p/（10-6Ω.M））	1.18	1.20	1.21	1.22	1.24	1.25	1.26	1.27	1.29

表2-6

θ/℃	700	800	900	1000	1100
氧化速率/（g/(m2·h））	0.0023	0.060	0.117	0.200	0.611

三、HastelloyX力學(xué)性能
   HastelloyX技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的不同品種的力學(xué)性能見表3-1。

表3-1

品種	室溫拉伸性能	815℃持久性能	其他性能
σP0.2/MPa	σb/MPa	δ5/%	σ/MPa	t/h	δ5/%
不小于
冷軋薄板 冷軋帶材 冷拔管材 棒材 環(huán)形件 精鑄件②	310 310 310 275 275 200	725 760② 690 690 690 380	35 30① 25 30 30 10	110 - - 105 105 -	24 - - 24 24 -	8.0 - - 10.0 10.0 -	彎曲180° 彎曲180° 液壓、擴(kuò)口 HBS≤241 HBS≤241 HBS≤96

① δ<0.25mm的帶材的室溫抗拉強(qiáng)度σb≥725MPa,δ5≥25%。
② 精鑄件鑄態(tài)815℃的σb≥240MPa,δ5≥12%。經(jīng)800℃，50h，空冷處理后HRC≤24。
 

四、HastelloyX 組織結(jié)構(gòu)
4.1 HastelloyX相變溫度
4.2 HastelloyX時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線 
4.3 HastelloyX合金組織結(jié)構(gòu) 
4.3.1 該合金在固溶狀態(tài)的組織為奧氏體基體，還有少量的TiN和M6C型碳化物。經(jīng)700～900℃長期時(shí)效后主要析出相為M12C和M3B2，同時(shí)也伴有微量μ相和L相。經(jīng)700℃，200h時(shí)效后出現(xiàn)少量σ相，但在800℃時(shí)效后σ相不存在，而析出微量M23C6，有時(shí)出現(xiàn)微量L相。因此合金在長期時(shí)效后呈現(xiàn)一定程度的時(shí)效硬化現(xiàn)象，使塑性下降，高溫強(qiáng)度也有所減低。
4.3.2 冷軋薄板技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，供應(yīng)狀態(tài)冷軋薄板的晶粒度應(yīng)在4～8級(jí)范圍內(nèi)。
 

五、HastelloyX 工藝性能與要求
5.1 HastelloyX成形性能 合金具有良好的冷、熱加工成形性能。鍛造加熱溫度1170℃±10℃，終鍛溫度不低于950℃；板坯熱軋加熱溫度1150℃±10℃，終軋溫度不低于850℃；環(huán)形件熱軋加熱溫度1170℃±10℃。
合金的高溫拉伸塑性圖見圖5-1。高溫鐓粗試樣經(jīng)1180℃，45min固溶處理后的再結(jié)晶曲線見圖5-2。
5.2 HastelloyX焊接性能 該合金具有良好的焊接工藝性能，可采用氬弧焊、縫焊和點(diǎn)焊等方法進(jìn)行焊接。氬弧焊時(shí)推薦采用HHastelloyX或HGH3113焊絲。
5.3 HastelloyX零件熱處理工藝 板材制件固溶處理：1150℃±10℃，2～15min，快速空冷。焊接件或火焰筒處理：980℃±10℃，60min，空冷。機(jī)加工后除應(yīng)力處理：870℃±10℃，30～60min，空冷。零件穩(wěn)定尺寸處理：760℃±10℃，2h，空冷。