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美國Haynes國際工業(yè)公司（哈氏國際）固溶強化型鎳基變形高溫合金Haynes230哈氏合金
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司
更新時間：2013-08-19
航空航天飛行器常用的變形高溫合金主要有GH3030、GH3044、GH3128、GH3170（GH170）、GH3181、GH4199（GH99）、GH4202、GH586等，這些合金雖然具有良好的綜合性能，但是在1100℃時強度都不超過90MPa，限制了其部分應用。1984年，美國Haynes國際工業(yè)公司開發(fā)了一種可在1100℃?使用的固溶強化型鎳基變形高溫合金Haynes230。它是一種綜合性能優(yōu)良的Ni-Cr-W系高溫合金，名義成分為Ni-22Cr-14W-0.5Mn-0.4Si-0.02La，合金中加入了大量的W、Cr等難熔合金化元素以提高基體的強度，同時添加少量的C以形成碳化物來阻礙晶粒長大和強化晶界。該合金在1100℃的高溫強度可達135MPa、延伸率可達85%，但目前國內(nèi)獲得的商業(yè)級Haynes230合金在1100℃的高溫強度僅為90MPa左右，與國內(nèi)合金水平相當。
????2005年以來，研究人員以1100℃用高溫合金為目標，避開γ′相沉淀強化型鎳基高溫合金的變形抗力大、熱加工性能差及在高溫（﹥0.6T熔）下γ′相的溶解失效問題，結(jié)合成分設計理論、合金元素作用原理、成分計算及試驗分析工作，設計開發(fā)了一種固溶強化型鎳基合金Ni-20Cr-18W-Mo（以下簡稱試驗合金）?？蒲腥藛T以該合金為研究對象，對其綜合性能進行了實樣檢測，通過檢測結(jié)果系統(tǒng)地分析合金性能特點，為合金應用奠定基礎。
????采用真空感應熔煉＋真空白耗電極電弧熔煉雙聯(lián)工藝制備試驗合金母合金，得到50kg的Φ100mm鑄錠，表面見光后從鑄錠頂部半徑的1／2處取樣進行ICP化學成分分析，得到試驗合金主要成分為Cr2O.34%、w18.O3%、Mo1.21%、A10.43%、C0.08%、Ni余量。為了減少合金的偏析程度，對鑄錠進行1200℃×24h均勻化處理。處理后鑄錠加熱到1250℃開坯鍛造成25mm厚鍛件，合金鍛造變形量6O%；鍛件截取一半熱軋成5mm厚板材；剩余鍛件及板材在1270℃真空固溶處理保溫2h后水淬，線切割試樣。試驗結(jié)果如下：
????（1）Ni-20Cr-18W-Mo合金在高溫條件下的熱物特性（如熱膨脹系數(shù)）優(yōu)于Haynes230等合金。
????（2）Ni-20Cr-18W-Mo合金具有較優(yōu)異的高溫強度及塑性，1100℃時抗拉強度／延伸率可達到131MPa／66.2%，優(yōu)于商業(yè)級Haynes230合金的強度，與Haynes230公布的最高強度基本相當。
????（3）Ni-20Cr-18W-Mo合金在1100℃的氧化速率為0.064g／(m2·h)，為完全抗氧化級。
????（4）Ni-20Cr-18W-Mo合金在1100℃、3OMPa條件下初始蠕變階段和加速蠕變階段持續(xù)時間較長，而穩(wěn)態(tài)蠕變階段持續(xù)時間較短，說明合金高溫變形的加工硬化時間和回復軟化時間較長。
（5）試驗合金的性能與現(xiàn)有合金相比具有一定優(yōu)勢，但必須注意到目前該合金的相關檢測數(shù)據(jù)都是在鑄錠質(zhì)量及尺寸相對較小的情況下測得的，對于更大質(zhì)量、更大尺寸，具備商業(yè)化應用的鑄錠與板材制備還需要進一步開展研究工作。
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