推薦變形高溫合金Haynes 718沉淀硬化型合金的分析與研究

Haynes 718是是Fe-Ni-Cr基沉淀硬化型變形高溫合金，長期使用溫度范圍-253~650℃，短期使用溫度在800℃，在650℃以下時具有高強度、良好的韌性以及在高低溫環(huán)境均具有耐氧化耐腐蝕性。以及良好的加工性能和焊接性能和長期組織穩(wěn)定性。

Haynes 718適用于制作航空、航天和石油化工中的環(huán)件、葉片、緊固件和結(jié)構(gòu)件等，主要有棒、板、管、帶、絲、等。

Haynes 718執(zhí)行標準:DIN,UNS、ASTM、GB/T14992，Haynes 718對應牌號:2.4668、N07718、GH4169。

上海飛釩特鋼集團 有限公司 資訊推薦：高溫合金加工緊固件材料、可加工成品（加熱元件護套、核蒸汽發(fā)生器管、燃氣渦輪部件、高壓壓氣機盤、燃燒室部件、發(fā)動機部件、渦輪葉片、壓氣機盤、渦輪機閘、熱交換器、蒸汽管道、設備管道、高溫螺柱、螺栓、高溫火焰筒、耐蝕封嚴圈、耐腐蝕隔圈、渦輪盤、盤軸、耐高溫葉片、高溫軸承、特種合金噴嘴、合金成型套筒、等）

加工耐蝕性緊固件材料、耐蝕性元件護套、耐蝕性發(fā)生器管、耐蝕性渦輪部件、耐蝕性高壓壓氣機盤、燃燒室耐蝕性部件、耐蝕性發(fā)動機部件、耐蝕性渦輪葉片、耐蝕性壓氣機盤、渦輪機閘、耐蝕性熱交換器、耐蝕性蒸汽管道、耐蝕性設備管道、耐蝕性螺柱、耐蝕性螺栓、高溫火焰筒、耐蝕封嚴圈、耐腐蝕隔圈、耐蝕性渦輪盤、耐蝕性盤軸、耐蝕性葉片、耐蝕性軸承、海洋材料、玻封管等。

海洋，海水應用：精密合金、高溫應用彈簧、高強度、抗耐磨、高強度、抗磨損、高溫合金高抗氧化等。常溫應用、高耐腐蝕性、高抗拉強度等。

我公司主導產(chǎn)品主要有四大類:

鍋爐、電站行業(yè)用鍛材鍛件、閥門閥體，主要材料有：SA-335P91、P92、F12F22等美國ASME 系列：德標WB36(15NiCuMoNb5)及42CrMo5-6等系列產(chǎn)品。(2)模具用鍛造扁鋼、模塊、圓鋼，主要生產(chǎn)材料有:12344 (H13)均質(zhì)化+超化、718HH、1.2379 (D2)、S136、NAK80、1.2316、1.2083 (4Cr13)、1.2085、1.4034、3Cr17NiMo、1.2358、1.2714、5CrNiMo、1.2367、9Cr18Mo、火焰淬火鋼7CrSiMnMoV.XPM、2738MOD、DC53、SKS3、SKD11以及新型模具鋼8407、8418 等牌號。(3)汽輪機行業(yè)用鍛材，主要生產(chǎn)材料有: 2Cr12NMo1W1V(日本61系列)0Cr17Ni4Cu4Nb (17-4PH)、1Cr12Mo、25Cr2Mo1VA、38Cr2Ni2Mo等。(4)不熱系列特異型件等。如：9Cr3Mo、9Cr18、42CrMo4、17NiCrMo6、34CrNi3Mo、34CrNiMo6、40CrNiMoA等各種牌號的合金結(jié)構(gòu)鋼：20Cr13、SUS410/420 等Cr不銹鋼：SUS304/316L、0Cr25Ni20等Ni不銹：GH132等高溫合金系列：30CrMnSiNi2A、PCrNi3Mo等。

Haynes 718化學成份：

碳C：≤0.08

鉻Cr：17.0～21.0

鎳Ni：50~55

鈷Co：≤1.00

鉬Mo：≤2.8~3.30

鋁Al：0.20～0.8

鈦Ti：0.65～1.15

鐵Fe：余

鈮Nb：4.75～5.50

硼B(yǎng)：≤0.006

錳Mn：≤0.35

硅Si：≤0.35

硫S：≤0.015

銅Cu：≤0.30

磷P：≤0.015

鎂Mg：≤0.01

合金元素性能一覽表：

鎳(Ni)：鎳能提高鋼的強度，而又保持良好的塑性和韌性。鎳對酸堿有較高的耐腐蝕能力，在高溫下有防銹和耐熱能力。但由于鎳是較稀缺的資源，故應盡量采用其他合金元素代用鎳鉻鋼。

鉻（Cr）：在結(jié)構(gòu)鋼和工具鋼中，鉻能顯著提高強度、硬度和耐磨性，但同時降低塑性和韌性。鉻又能提高鋼的抗氧化性和耐腐蝕性，因而是不銹鋼，耐熱鋼的重要合金元素。

鉬(Mo)：鉬能使鋼的晶粒細化，提高淬透性和熱強性能，在高溫時保持足夠的強度和抗蠕變能力(長期在高溫下受到應力，發(fā)生變形，稱蠕變)。結(jié)構(gòu)鋼中加入鉬，能提高機械性能。 還可以抑制合金鋼由于火而引起的脆性。在工具鋼中可提高紅性。

鈷(Co)：鈷是稀有的貴重金屬，多用于特殊鋼和合金中，如熱強鋼和磁性材料。

鎢(W)：鎢熔點高，比重大，是貴生的合金元素。鎢與碳形成碳化鎢有很高的硬度和耐磨性。在工具鋼加鎢，可顯著提高紅硬性和熱強性，作切削工具及鍛模具用。

鈦(Ti)：鈦是鋼中強脫氧劑。它能使鋼的內(nèi)部組織致密，細化晶粒力；降低時效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在鉻18鎳9奧氏體不銹鋼中加入適當?shù)拟?，可避免晶間腐蝕。

釩(V)：釩是鋼的優(yōu)良脫氧劑。鋼中加0.5%的釩可細化組織晶粒，提高強度和韌性。釩與碳形成的碳化物，在高溫高壓下可提高抗氫腐蝕能力。

鈮(Nb)：鈮能細化晶粒和降低鋼的過熱敏感性及回火脆性，提高強度，但塑性和韌性有所下降。在普通低合金鋼中加鈮，可提高抗大氣腐蝕及高溫下抗氫、氮、氨腐蝕能力。鈮可改善焊接性能。在奧氏體不銹鋼中加鈮，可防止晶間腐蝕現(xiàn)象。在鐵基中加入以鈮為主的微合金元素組成的合金。鈮屬難熔金屬，熔點為2467℃，在1093～1427℃溫度范圍內(nèi)強度較高。同鎢合金和鉬合金相比，鈮合金塑性好，加工和焊接性能優(yōu)良，因而能制成薄板和外形復雜的零件，可用作航天和航空工業(yè)的熱防護和結(jié)構(gòu)材料。鈮合金的工業(yè)生產(chǎn)，首先將粉末制成合金坯條，然后進行高溫燒結(jié)法或熔鑄法獲得錠坯或鑄件，但以熔鑄法用得最多，熔鑄法又以電子東熔煉和電弧爐熔煉為主。鈮合金在低溫下（-196℃）仍有較好的塑性。同鉬和鎢相比，鈮的合金元素種類多，加入量高。銅(Cu)：武鋼用大冶礦石所煉的鋼，往往含有銅。銅能提高強度和韌性，特別是大氣腐蝕性能。缺點是在熱加工時容易產(chǎn)生熱脆，銅含量超過0.5%塑性顯著降低。當銅含量小于0.50%對焊接性無影響。

鋁(Al)：鋁是鋼中常用的脫氧劑。鋼中加入少量的鋁，可細化晶粒，提高沖擊韌性，如作深沖薄板的08Al鋼。鋁還具有抗氧化性和抗腐蝕性能，鋁與鉻、硅合用，可顯著提高鋼的高溫不起皮性能和耐高溫腐蝕的能力。鋁的缺點是影響鋼的熱加工性能、焊接性能和切削加工性能。

冶煉方法：合金采用真空感應熔煉加真空電弧重熔、真空感應熔煉加電渣重熔加真空電弧重熔或真空感應熔煉加真空電弧重熔加電渣重熔冶煉工藝生產(chǎn)。

Haynes 718主要規(guī)格：冷扎薄板4mm-50mm,熱扎板4mm-14mm,熱扎棒15mm-100mm,煅棒100mm-350mm,熱拉棒8mm-45mm,帶0.8mm-10mm,管10mm-60mm。

Haynes 718物理性能：密度ρ=8.24g/cm3，熔化溫度范圍1260～1320℃，加工和熱處理：在機械加工領域?qū)匐y加工材料。  

預熱：工件在加熱之前和加熱過程中都應進行表面清理，保持表面清潔。若加熱環(huán)境含有S、P、鉛或其他低熔點金屬，合金將變脆。雜質(zhì)來源于做標記的油漆、粉筆、潤滑油、水、燃料等。燃料的硫含量要低，如液化氣和氣的雜質(zhì)含量要低于0.1%，城市煤氣的硫含量要低于0.25g/m3，石油氣的硫含量低于0.5%是理想的。加熱的電爐應要具有較準的控溫能力，爐氣應為中性或弱堿性，應避免爐氣成分在氧化性和還原性中波動。

Haynes 718冷熱加工：合金合適的熱加工溫度為1120-900℃，冷卻方式可以是水淬或其他快速冷卻方式，熱加工后應及時退火以保證得到很好的性能。熱加工時材料應加熱到加工溫度的上限，為了保證加工時的塑性，變形量達到20%時的終加工溫度不應低于960℃。  冷加工應在固溶處理后進行，加工硬化率大于奧氏體不銹鋼，因此加工設備應作相應調(diào)整，并且在冷加工過程中應有中間退火過程。

冷熱處理：不同的固溶處理和時效處理工藝會得到不同的材料性能。由于γ"相的擴散速率較低，所以通過長時間的時效處理能使合金獲得很好的機械性能。

冷打磨 ：工件焊縫附近的氧化物要比不銹鋼的更難以去除，需要用細砂帶打磨，在硝酸和氫氟酸的混合酸中酸洗之前，也要用砂紙去除氧化物或進行鹽浴預處理。

Haynes 718機加工：機加工需在固溶處理后進行，要考慮到材料的加工硬化性，與奧氏體不銹鋼不同的是，適合采用低表面切削速度。

Haynes 718焊接性能：沉淀硬化型的Haynes 718合金很適合于焊接，無焊后開裂傾向。適焊性、易加工性、高強度是這種材料的幾大優(yōu)點。

Haynes 718適合于電弧焊、等離子焊等。在焊接前，材料表面要潔凈、無油污、無粉筆記號等，焊縫周圍25mm范圍內(nèi)要打磨露出光亮的金屬。

Haynes 718應用及特性：合金已用于制作航空、航天和石油化工中的環(huán)件、葉片、緊固件和結(jié)構(gòu)件等，制作石油化工中應用的多種零件，可批量生產(chǎn)且使用性況良好。合金在真空自耗重熔時可采用氦氣冷卻工藝，可有效減輕鈮元素偏析，采用噴射成形工藝生產(chǎn)環(huán)件，可降低成本和周期，采用超塑成形可擴大生產(chǎn)范圍。