NS312固溶強(qiáng)化型鎳基合金

一、NS312概述

NS312是早期發(fā)展的鎳-鉻-鐵基固溶強(qiáng)化合金，具有良好的耐高溫腐蝕和抗氧化性能、優(yōu)良的冷熱加工和焊接工藝性能，在700℃以下具有滿意的熱強(qiáng)性和高的塑性。合金可以通過冷加工得到強(qiáng)化，也可以用電阻焊、溶焊或釬焊連接，可供應(yīng)冷軋薄板、熱軋厚板、帶材、絲材、棒材、圓餅、環(huán)坯、環(huán)形鍛件等，適宜制作在1100℃以下承受低載荷的抗氧化零件。

1.1NS312材料牌號(hào)NS312。

1.2NS312相近牌號(hào)Inconel，GH600，GH0(中國(guó)）。

1.3NS312材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

撫高新1995-13《NS312合金冷軋薄板技術(shù)條件》

撫高新1993-18《NS312合金棒材、圓餅、環(huán)坯和環(huán)形鍛件技術(shù)條件》

BZ-44-9002B-0《NS312合金冷軋薄板技術(shù)條件》

BZ-44-9003B-0《NS312合金熱軋厚板技術(shù)條件》

Q/3B4082-1993《NS312合金冷軋帶材》

Q/3B4083-1993《NS312合金鉚釘用絲材》

Q/5B4006-1995《NS312合金冷軋帶材和薄板材》

Q/5B4030-1992《冷鐓用NS312合金冷拉絲》

1.4NS312化學(xué)成分見表1-1。

表1-1%

C

Cr

Ni+Co

Al

Ti

Fe

≤0.15

14.0～17.0

≥72

≤0.35

≤0.50

6.00～10.00

Nb+Ta

Mn

Si

P

S

Cu

≤1.00

≤1.00

≤0.50

≤0.040

≤0.015

≤0.50

注：1用材料標(biāo)準(zhǔn)BZ-44-9003B-0規(guī)定ω(C)≤0.10%，ω(P)≤0.020%，ω(Nb)≤1.00%。

2撫高新1995-13標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定ω(P)≤0.025%，ω(Nb)≤1.00%。

1.5NS312熱處理制度板材：1010～1050℃，3～5min/mm，空冷；帶材：1010℃±10℃，空冷；絲材：1065℃±10℃，空冷。棒材、環(huán)形件檢驗(yàn)試驗(yàn)經(jīng)1010℃±10℃，空冷固溶處理。

1.6NS312品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)可供應(yīng)各種規(guī)格的板材、棒材、鍛件、帶材、絲材、圓餅、環(huán)坯、環(huán)形鍛件。棒材以鍛軋狀態(tài)、表面磨光或車光供應(yīng)；圓餅和環(huán)坯以鍛態(tài)供應(yīng)；環(huán)件以固溶狀態(tài)供應(yīng)；板材經(jīng)固溶、堿酸洗、矯直和切邊后供應(yīng)；帶材經(jīng)冷軋、固溶、去氧化皮交貨；絲材以固溶酸洗盤狀或直條狀、固溶直條細(xì)磨光狀態(tài)交貨。

1.7NS312熔煉與鑄造工藝合金采用下列工藝之一進(jìn)行熔煉：(1)非真空感應(yīng)熔煉加電渣重熔；(2)電弧爐熔煉加電渣重熔；(3)真空熔煉。

1.8NS312應(yīng)用概況與特殊要求該合金在國(guó)外有成熟的使用經(jīng)驗(yàn)，在國(guó)內(nèi)已制成發(fā)動(dòng)機(jī)零部件，通過試飛試驗(yàn)，在航空上也開始使用。

二、NS312物理及化學(xué)性能

2.1NS312熱性能

2.1.1NS312熔化溫度范圍1370～1430℃。

2.1.2NS312熱導(dǎo)率見表2-1。

表2-1

θ/℃

20

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

λ/（W/（m·℃））

12.85

13.94

15.15

16.62

18.71

20.72

22.40

24.49

27.00

29.51

31.60

2.1.3NS312比熱容見圖2-1。

2.1.4NS312線膨脹系數(shù)見表2-2。

2.2NS312密度ρ=8.43g/cm3。

2.3NS312電性能電阻率見圖2-2。

表2-2

θ/℃

20～200

20～300

20～400

20～500

20～600

20～700

20～800

20～1000

α/10-6℃-1

12.35

12.75

13.10

13.55

14.50

15.15

15.70

16.20

2.4NS312磁性能合金無磁性。

2.5NS312化學(xué)性能

2.5.1NS312抗氧化性能在空氣介質(zhì)中試驗(yàn)100h的氧化速率見表2-3。

表2-3

θ/℃

800

900

1000

氧化速率/(g/m2·h)

0.01865

0.05724

0.13718

三、NS312力學(xué)性能

3.1NS312技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能見表3-1。

表3-1

品種

θ/℃

拉伸性能

HBS

彎曲試驗(yàn)

σb/MPa

σP0.2/MPa

δ5/%

φ/%

棒材

20

≥585

≥240

≥30

-

134～217

-

圓餅、環(huán)坯或環(huán)形件

20

≥520

≥205

≥35

-

≥187

-

熱軋板

20

≥550

≥240

≥35

≥40

-

-

900

≥95

≥45

≥40

≥50

-

-

冷軋板

20

≥550

≥240

≥30

-

-

①

900

≥90

≥40

≥60

-

-

-

冷軋板

20

≥550

≥200

≥30

-

-

測(cè)試

帶材

20

≥550

≥240

≥30

-

-

①

絲材

20

實(shí)測(cè)

實(shí)測(cè)

實(shí)測(cè)

-

HV≤151

冷頂鍛合格

①供應(yīng)狀態(tài)板材應(yīng)進(jìn)行室溫彎曲試驗(yàn)，芯棒直徑等于產(chǎn)品厚度乘以表3-2的彎曲系數(shù)，彎曲軸線應(yīng)平行于軋制方向，彎曲180°以后，在放大20倍下檢查，不得有裂紋存在。

表3-2

產(chǎn)品厚度/mm

<0.25

0.25～1.30

>1.30～4.00

彎曲系數(shù)

雙方協(xié)議

1

2

四、NS312組織結(jié)構(gòu)

4.1NS312相變溫度

4.2NS312時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線

4.3NS312合金組織結(jié)構(gòu)合金在1120℃處理2h后，僅有TiN氮化物和Cr7C3型碳化物，在870℃經(jīng)1500h長(zhǎng)期時(shí)效后，組織中仍然是Cr7C3和TiN，說明合金的組織是穩(wěn)定的。

五、NS312工藝性能與要求

5.1NS312成形性能合金具有良好的熱加工性能，鋼錠鍛造加熱溫度為1110～1140℃；終鍛溫度不小于950℃，板坯軋制加熱溫度為1130～1170℃，精軋加熱溫度為1090～1130℃。成品固溶處理溫度為1010～1050℃。

5.2NS312焊接性能合金焊接性能良好，可用電弧焊、氬弧焊、電阻焊和釬焊等各種方法連接，大型或復(fù)雜的焊接結(jié)構(gòu)件在熔焊后應(yīng)在870℃退火1h，以焊接應(yīng)力。

5.3NS312零件熱處理工藝零件的熱處理工藝應(yīng)按相應(yīng)的材料標(biāo)準(zhǔn)的熱處理制度進(jìn)行。薄板和帶材零件的退火處理應(yīng)在保護(hù)氣氛中進(jìn)行。 

冶韓實(shí)業(yè)（上海）有限公司集研發(fā)、生產(chǎn)與服務(wù)于一體的高新技術(shù)型企業(yè)，致力于高溫合金GH2132（IncoloyA-286）、GH4169（Inconel718）、GH4145（InconelX-750）、GH3030、GH3128、GH3044、GH3536（HastelloyX）、GH4080A（Nimonic80A）、GH4090（Nimonic90）、GH4738（Waspaloy）、GH605（L605）、耐蝕合金HastelloyC-276、HastelloyB、Inconel625、Inconel600、Incoloy825、Incoloy800HT、4J36、MonelK500精密合金4J36（Invar36）1J50、1J22（HiperCo50）、4J29、尼孟鎳克合金Nimonic 60、Nimonic75、Nimonic80A、Nimonic 81、純鎳合金N4、N6、Nickel200、Nickel201、Nickel270等特種合金的技術(shù)支持與服務(wù)。公司產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于石油化工、油氣開采、電站脫硫、生物醫(yī)藥、航空、核設(shè)備、船舶制造及通訊電子等工業(yè)領(lǐng)域。為這些領(lǐng)域在高溫高壓、特殊介質(zhì)、耐腐蝕