Hastelloy X
一、HastelloyX概述
HastelloyX是主要用铬和钼固溶强化的一种含铁量较高的镍基高温合金，具有良好的抗养化和耐腐蚀性能，在900℃以下有中等的持久和蠕变强度，冷、热加工成型性和焊接性能良好。使用于制造航空发动机的燃烧室部件和其他高温部件，在900℃以下长期使用，短时工作温度可达1080℃。供应的主要品种有板材、带材、管材、棒材、锻件、环形件和精密铸件。
1.1HastelloyX材料牌号HastelloyX
1.2HastelloyX相近牌号GH3536,GH536,GH22,GH334,GH739,SG-5(中国)，
UNSNO6002，HastelloyX（美国），NC22FeD（法国），NiCr22FeMo（德国），NimonicPE13（英国）
1.3HastelloyX材料的技术标准
GJB1952-1994《航空用高温合金冷轧薄板规范》
GJB2612-1996《焊接用高温合金冷拉丝材规范》
GJB3020-1997《航空用高温合金环坯规范》
HB5494-1992《合金冷(轧)拔无缝管》
HB5495-1992《合金冷轧薄板》
HB5496-1992《合金圆饼、环坯和环形件》
HB5497-1992《合金热轧和锻制棒材》
HB5498-1992《H合金冷拉焊丝》
Q/3B4074-1994《合金冷轧带材技术条件》
Q/5B4018-1992《K536合金熔模精密铸件》
Q/CB61-1996《航空用合金冷加工焊接钢管》
1.4HastelloyX化学成分见表1-1。
表1-1%
|
C |
Cr |
Ni |
Co |
W |
Mo |
Al |
Ti |
Fe |
||||||
|
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 |
||||||
|
B |
Cu |
Mn |
Si |
P |
S |
|
||||||||
|
不大于 |
||||||||||||||
|
0.010 |
0.50 |
1.00 |
1.00 |
0.025 |
0.015 |
|
||||||||
注：B按计算量加入、不分析。
1.5HastelloyX热处理制度板材和管材：1130～1170℃，快速空冷或水冷；棒材和环形件检验试样：1175℃?15℃，空冷或更快冷却；带材：1065～1105℃，快速冷却。
1.6HastelloyX品种规格与供应状态供应δ0.5～4.0mm的板材，δ0.05～0.8mm的带材，外径4～20mm、壁厚1.0～2.0mm的管材，直径0.2～10.0mm的焊丝，直径≤300mm的棒材和各种直径及壁厚的环形件以及不同形状和尺寸的精密铸件。板材、带材和管材经固溶处理和酸洗后供应，带材也可呈冷轧状态供应；焊丝以硬态、半硬态、固熔加酸洗、光亮固溶处理状态成盘交货，也可以直条交货；棒材和环形件不经热处理交货。精密铸件于铸造状态供应。
1.7HastelloyX熔炼与铸造工艺采用电弧炉加电渣或非真空感应炉加电渣重熔工艺。生产铸件则采用感应炉重熔母合金后浇注于加热的模壳内，浇注速度以快些为好。
1.8HastelloyX应用概况与特殊要求该合金在国外航空发动机和民用工业中获得了极为广泛的应用，我国主要用于制造燃烧室部件和其他热端部件以及蜂窝结构等。合金在高温下长期使用后有一定的时效硬化现象。
二、HastelloyX物理及化学性能
2.1HastelloyX热性能
2.1.1HastelloyX熔化温度范围1295～1381℃[1]。
2.1.2HastelloyX热导率见表2-1。
2.1.3HastelloyX比热容见表2-2。
2.1.4HastelloyX线膨胀系数见表2-3。
2.1.5HastelloyX合金铸件的热扩散率见表2-4。
表2-1[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[1]
|
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 |
2.2HastelloyX密度ρ=8.28g/cm3[1]。
2.3HastelloyX电性能电阻率见表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 |
2.4HastelloyX磁性能合金无磁性。
2.5HastelloyX化学性能
2.5.1HastelloyX抗氧化性能合金在空气介质中试验100h后的氧化速率见表2-6。
表2-5[1]
|
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[1]
|
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力学性能
3.1HastelloyX技术标准规定的性能
3.1.1HastelloyX技术标准规定的不同品种的力学性能见表3-1。
表3-1
|
品种 |
室温拉伸性能 |
815℃持久性能 |
其他性能 |
||||
|
σP0.2/MPa |
σb/MPa |
δ5/% |
σ/MPa |
t/h |
δ5/% |
||
|
不小于 |
|||||||
|
冷轧薄板
冷轧带材
冷拔管材
棒材
环形件
精铸件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
- |
弯曲180?
弯曲180?
液压、扩口
HBS≤241
HBS≤241
HBS≤96 |
①δ<0.25mm的带材的室温抗拉强度σb≥725MPa,δ5≥25%。
②精铸件铸态815℃的σb≥240MPa,δ5≥12%。经800℃，50h，空冷处理后HRC≤24。
3.1.2HastelloyX板材（电弧炉加电渣重熔）供应状态室温拉伸性能的生产检验数据的统
计处理结果以及不同温度下拉伸性能的设计许用值见表3-2。
计处理结果以及不同温度下拉伸性能的设计许用值见表3-2。
3.2HastelloyX室温及各种温度下的力学性能
3.2.1HastelloyX硬度
3.2.1.1HastelloyX材料技术标准规定的棒材、环形件和铸件的硬度见表3-1。
3.2.1.2HastelloyX固溶温度对冷轧薄板硬度的影响见图3-1。
表3-2[2]
|
品种 |
θ/℃ |
σb/MPa |
δ5/% |
子样大小n |
|||||
|
S |
-3σ |
A |
B |
|
S |
|
|||
|
板材 |
20
400
500
600
650
700
760
815
900
1000 |
725
-
-
-
-
-
-
-
-
- |
705
590
575
560
500
435
350
275
175
95 |
730
610
595
580
520
455
360
285
180
100 |
765
640
620
605
545
475
380
300
190
105 |
810
691
682
655
580
507
415
327
207
115 |
35
-
-
-
-
-
-
-
-
- |
48
46
47
47
37
50
62
88
87
62 |
176
-
-
-
-
-
-
-
-
- |
3.2.2HastelloyX拉伸性能
3.2.2.1HastelloyX固溶温度（保温10～12min）对冷轧薄板拉伸性能的影响见表3-3。
表3-3[3]
|
熔炼工艺 |
固溶温度/℃ |
20℃拉伸性能 |
600℃拉伸性能 |
815℃拉伸性能 |
900℃拉伸性能 |
|||||
|
σP0.2 |
σb |
δ5/% |
σb/MPa |
δ5/% |
σb/MPa |
δ5/% |
σb/MPa |
δ5/% |
||
|
MPa |
||||||||||
|
非真空感应加电渣（δ1.0mm） |
1065
1120
1175 |
421
360
307 |
861
836
745 |
40①
44①
54① |
745
660
544 |
50
56
69 |
-
-
- |
-
-
- |
221
231
239 |
129
108
88 |
|
电弧炉加电渣（δ1.5mm） |
1120
1140
1160
1180
1200 |
-
-
-
-
- |
779
760
731
728
711 |
50
52
57
56
58 |
-
-
-
-
- |
-
-
-
-
- |
314
318
324
330
332 |
81
78
62
58
50 |
-
-
-
-
- |
-
-
-
-
- |
①此为δ10（%）数据。
3.2.2.2HastelloyX合金的不同品种在不同温度下的典型拉伸性能见表3-4。
表3-4[1～2]
|
熔炼工艺 |
品种规格/mm |
状态 |
θ/℃ |
σb/MPa |
σP0.2/MPa |
δ5/% |
φ/% |
|
电弧炉加电渣 |
冷轧薄板（δ1.5） |
固溶1150℃，空冷 |
20
400
500
600
650
700
760
815
900
1000 |
810
691
682
655
580
507
415
327
207
115 |
388
-
-
270
241
-
230
222
-
- |
48
46
47
47
37
50
62
88
87
62 |
-
-
-
-
-
-
-
-
-
- |
|
非真空感应加电渣 |
冷轧薄板（δ1.0） |
固溶1150℃，空冷 |
20
400
500
600
650
700 |
886
727
746
706
636
553 |
461
276
289
266
256
260 |
47
45
42
51
47
54 |
-
-
-
-
-
- |
续表3-4
|
熔炼工艺 |
品种规格/mm |
状态 |
θ/℃ |
σb/MPa |
σP0.2/MPa |
δ5/% |
φ/% |
|
非真空感应加电渣 |
冷轧薄板（δ1.0） |
固溶1150℃，空冷 |
760
800
815
900
1000 |
454
379
349
226
121 |
251
247
237
192
- |
69
40
69
72
73 |
-
-
-
-
- |
|
锻材（90方） |
固溶1180℃，水冷 |
20
500
600
650
730
815
900 |
799
632
577
546
439
304
249 |
380
248
241
246
247
224
- |
49
51
47
49
47
73
77 |
61
56
50
41
46
79
81 |
|
|
圆饼 |
固溶1175℃，空冷 |
20
400
500
600
700
815
850
900
950
1000 |
817
751
668
618
566
399
349
275
228
130 |
387
358
298
290
258
267
256
221
184
110 |
43
41
43
45
65
87
101
111
77
79 |
47
44
44
42
64
89
96
96
99
97 |
|
|
环形件 |
固溶1180℃，水冷 |
20
500
600
650
730
815
900 |
809
584
531
496
446
346
263 |
361
237
227
225
223
219
- |
55
49
57
43
44
77
108 |
60
54
50
48
46
71
81 |
|
|
圆棒（d18） |
固溶1180℃，水冷 |
20
500
600
650
730
815
900 |
771
633
609
567
459
333
263 |
334
212
217
202
212
205
- |
52
60
56
48
42
67
81 |
62
56
53
42
42
66
78 |
|
|
电弧炉熔炼后经非真空感应炉重熔 |
精铸试样 |
铸态 |
20
400
500
650
700
750
815
850
900 |
466
390
417
302
368
360
380
333
284 |
-
-
-
-
-
-
-
-
- |
7
17
20
24
27
22
31
31
19 |
-
-
-
-
-
-
-
-
- |
3.2.2.3HastelloyX试验温度对棒材、锻件拉伸性能的影响见图3-2。
3.2.2.4HastelloyX试验温度对精密铸件拉伸性能的影响见图3-3。
3.2.2.5HastelloyX合金长期时效后拉伸性能的变化见表3-5（时效前板材经1150℃固溶，棒材经1180℃固溶，精密试样为铸态）。
3.2.3冲击性能环形件标准热处理状态的室温冲击韧性平均为aKU=1890kJ/m2。
3.2.4弯曲性能当弯曲半径5倍于板材厚度时，δ1.5mm板材供应状态反复弯曲至断裂的次数为11～20次。
表3-5[1]
|
熔炼工艺 |
品种规格/mm |
时效规范 |
室温拉伸性能 |
650℃拉伸性能 |
815℃拉伸性能 |
||||||
|
θ/℃ |
t/h |
σb/MPa |
δ5/% |
φ/% |
σb/MPa |
δ5/% |
σb/MPa |
δ5/% |
φ/% |
||
|
电弧炉加电渣 |
冷轧板（δ1.5） |
700 |
100
400
800
1000 |
814
853
883
902 |
41
35
28
27 |
-
-
-
- |
698
618
628
657 |
50
49
44
41 |
333
333
333
343 |
90
86
90
87 |
-
-
-
- |
|
800 |
100
400
800
1000 |
863
853
824
814 |
35
32
27
32 |
-
-
-
- |
628
618
598
588 |
44
33
34
31 |
324
304
304
294 |
75
66
58
62 |
-
-
-
- |
||
|
900 |
100
400
800
1000 |
804
745
745
706 |
39
34
32
29 |
-
-
-
- |
588
530
510
471 |
43
28
23
24 |
314
275
294
265 |
67
54
66
58 |
-
-
-
- |
||
|
非真空感应加电渣 |
冷轧板（δ1.0） |
850① |
0
100
200
500
1000 |
879
872
860
865
863 |
46
32
35
35
35 |
-
-
-
-
- |
-
-
-
-
- |
-
-
-
-
- |
-
266①
262
272
265 |
-
88①
93
91
101 |
-
-
-
-
- |
|
棒材（d18） |
700 |
500
1000
2000
3000 |
834
863
961
922 |
33
31
30
23 |
35
35
46
27 |
-
-
-
- |
-
-
-
- |
383
383
373
363 |
66
62
68
28 |
71
65
71
70 |
|
|
800 |
500
1000
2000 |
873
892
853 |
27
23
17 |
29
25
15 |
-
-
- |
-
-
- |
373
373
383 |
43
51
74 |
66
66
69 |
||
续表3-5
|
熔炼工艺 |
品种规格/mm |
时效规范 |
室温拉伸性能 |
650℃拉伸性能 |
815℃拉伸性能 |
||||||
|
θ/℃ |
t/h |
σb/MPa |
δ5/% |
φ/% |
σb/MPa |
δ5/% |
σb/MPa |
δ5/% |
φ/% |
||
|
非真空感应炉重熔母合金浇铸件 |
精铸试样 |
650 |
100
500
1500
3000 |
491
520
481
539 |
10
9
6
7 |
-
-
5
19 |
-
-
-
- |
-
-
-
- |
329
361
-
390 |
24
19
20
15 |
-
-
34
21 |
|
800 |
100
500
1500
3000 |
520
579
588
569 |
8
10
6
6 |
-
-
2
16 |
-
-
-
- |
-
-
-
- |
387
387
-
422 |
18
15
22
14 |
-
-
31
30 |
||
①时效后高温拉伸也在850℃下进行。
3.3HastelloyX持久和蠕变性能
3.3.1HastelloyX高温持久性能
3.3.1.1HastelloyX板材、棒材于标准热处理状态、精密铸件于铸态的持久强度见表3-6。
表3-6[2]
|
品种 |
θ/℃ |
σ10 |
σ100 |
σ200 |
σ500 |
σ1000 |
σ2000 |
σ5000 |
σ10000 |
|
MPa |
|||||||||
|
冷轧薄板 |
650
700
750
800
850
900 |
400
320
234
170
120
79 |
300
225
156
105
67
42 |
280
200
140
90
56
35 |
250
170
115
70
43
27 |
225
150
100
60
36
21 |
208
130
83
50
30
- |
184
110
66
39
-
- |
168
95
56
32
-
- |
|
棒材，90mm方坯、环形件 |
650
700
750
800
850
900 |
-
350
260
190
140
105 |
340
240
180
130
92
66 |
305
220
160
110
82
58 |
260
190
135
98
68
48 |
232
170
120
863
60
40 |
207
150
105
76
52
- |
177
130
92
64
-
- |
157
115
82
56
-
- |
|
精密铸件 |
650
700
750
800
850
900 |
436
320
230
165
120
88 |
302
215
150
110
78
58 |
270
190
135
96
70
52 |
234
165
115
82
60
45 |
209
145
100
72
54
40 |
189
130
90
65
48
37 |
162
110
78
56
42
- |
145
100
70
50
38
- |
注：根据热强参数综合曲线或持久应力-寿命曲线确定。
3.3.1.2HastelloyX板材于1150℃固溶状态的持久应力-寿命曲线见图3-4，棒材、环形件、90mm方坯于1180℃固溶状态的持久应力-寿命曲线见图3-5，精铸件于铸态的持久应力-寿命曲线见图3-6。
3.3.1.3HastelloyX板材于1150℃固溶状态、棒材、环形件、90mm方坯于1180℃固溶状态、精铸件于铸造状态的热强参数综合曲线分别见图3-7～图3-9。
3.3.1.4HastelloyX固溶温度对冷轧薄板持久性能的影响见表3-7。
3.3.1.5HastelloyX长期时效后的持久性能见表3-8。
表3-7[3]
|
熔炼工艺 |
固溶处理规范 |
持久性能 |
|||||
|
θ/℃ |
t/min |
冷却方式 |
θ/℃ |
σ/MPa |
t/h |
δ5/% |
|
|
非真空感应加电渣(δ1.0mm) |
1065
1120
1175 |
10 |
空冷 |
815 |
110 |
55.6
80.7
74.5 |
116
117
75 |
|
电弧炉加电渣(δ1.5mm) |
1120
1140
1160
1180
1200 |
12 |
空冷 |
815 |
110 |
49.0
56.6
53.5
51.3
46.8 |
70
60
50
36
41 |
表3-8
|
熔炼工艺 |
品种规格/mm |
时效规范 |
650℃持久性能 |
815℃持久性能 |
|||||
|
θ/℃ |
t/h |
σ/MPa |
t/h |
δ5/% |
σ/MPa |
t/h |
δ5/% |
||
|
电弧炉加电渣 |
板材（δ1.5） |
700 |
100
400
800
1000 |
294 |
205
204
203
189 |
78
71
78
79 |
110 |
52
50
49
50 |
66
64
61
61 |
|
800 |
100
400
800
1000 |
294 |
148
128
87
68 |
59
60
44
39 |
110 |
37
25
24
18 |
66
69
56
48 |
||
|
900 |
100
400
800
1000 |
294 |
133
78
55
21 |
61
41
31
14 |
110 |
33
22
18
13 |
61
55
64
48 |
||
续表3-8
|
熔炼工艺 |
品种规格/mm |
时效规范 |
650℃持久性能 |
815℃持久性能 |
|||||
|
θ/℃ |
t/h |
σ/MPa |
t/h |
δ5/% |
σ/MPa |
t/h |
δ5/% |
||
|
非真空感应加电渣 |
棒材（d18） |
700 |
500
1000
2000
3000 |
- |
- |
- |
103 |
171
170
157
161 |
85
79
45
24 |
|
800 |
500
1000
2000 |
- |
- |
- |
103 |
147
168
144 |
53
61
66 |
||
注：时效前经1150℃固溶，棒材经1180℃固溶。
3.3.2HastelloyX高温蠕变性能
3.3.2.1HastelloyX冷轧薄板和圆饼锻件于标准热处理状态的蠕变强度见表3-9。合金于不同温度和应力下的蠕变性能见表3-10。
表3-9[1]
|
品种 |
θ/℃ |
σ0.2/100/MPa |
σ0.5/100/MPa |
σ1.0/100/MPa |
|
冷轧薄板 |
800
900 |
45
19 |
60
23 |
67
28 |
|
圆饼锻件 |
700
800
900 |
98
29
10 |
-
-
- |
-
-
- |
表3-10
|
熔炼工艺 |
品种规格/mm |
试样状态 |
θ/℃ |
t/h |
σ/MPa |
εt/% |
εtP/% |
εe/% |
|
电弧炉加电渣 |
板材（δ1.5） |
固溶1150℃，空冷 |
650 |
100 |
147
118 |
0.3880
0.1382 |
0.3100
0.0725 |
0.0780
0.0657 |
|
750 |
78
49 |
0.8560
0.1490 |
-
0.1220 |
-
0.0270 |
||||
|
815 |
41
24.5 |
0.3910
0.1560 |
0.3663
0.1430 |
0.0252
0.0130 |
||||
|
900 |
19.6
9.8 |
0.4296
0.1390 |
0.4168
0.1360 |
0.0128
0.0030 |
||||
|
非真空感应加电渣 |
90方坯 |
固溶1180℃，水冷 |
650 |
100 |
196
123 |
0.6130
0.1328 |
0.5016
0.0606 |
0.1114
0.0722 |
|
815 |
41 |
0.1662 |
0.1336 |
0.0326 |
||||
|
非真空感应重熔后精铸 |
精铸试样 |
铸态 |
650 |
100 |
118
98 |
0.2050
0.094 |
0.1640
0.038 |
0.0410
0.0560 |
|
815 |
59
39 |
1.5340
0.3530 |
1.5090
0.3280 |
0.0250
0.0250 |
3.3.2.2HastelloyXδ1.5mm板材于1150℃固溶状态的高温蠕变曲线见图3-10～图3-13。
3.3.2.3HastelloyX精密铸件的高温蠕变曲线见图3-14和图3-15。
3.4HastelloyX疲劳性能
3.4.1HastelloyX高周疲劳
3.4.1.1HastelloyX固溶温度对冷轧薄板室温弯曲振动疲劳性能的影响见表3-11。
表3-11[3]
|
熔炼工艺 |
热处理规范 |
疲劳性能 |
|||||
|
θ/℃ |
t/min |
冷却方式 |
θ/℃ |
频率 |
σ-1/MPa |
N/周 |
|
|
非真空感应加电渣（δ1.0mm） |
1065
1120
1175 |
10
10
10 |
空冷
空冷
空冷 |
20
20
20 |
85
84
83 |
506
506
506 |
1.58?106
1.47?106
6.72?105 |
3.4.1.2HastelloyX板材于两种固溶状态的高温疲劳强度见表3-12。
3.4.1.3HastelloyX圆饼锻件高温旋转弯曲疲劳强度见表3-13。
3.4.2HastelloyX特种疲劳
3.4.2.1HastelloyX供应状态δ1.5mm板材的热疲劳性能见表3-14。
表3-12[4]
|
品种 |
固溶温度/℃ |
疲劳强度(108)/MPa |
||
|
650℃ |
815℃ |
980℃ |
||
|
板材 |
1065
1175 |
290～310
- |
200～221
172 |
103～117
74 |
表3-13[1]表3-14[2]
|
θ/℃ |
800 |
900 |
|
θ/℃ |
800?20 |
900?20 |
|
σ-1/MPa |
216 |
147 |
生成0.5mm裂纹的热疲劳周数N0.5/周 |
211 |
89 |
3.4.2.2HastelloyX固溶温度对冷轧薄板热疲劳性能的影响见表3-15。
3.5HastelloyX弹性性能
3.5.1HastelloyX弹性模量见表3-16。
表3-15[3]
|
熔炼方法 |
固溶处理规范 |
热疲劳性能 |
|||||
|
θ/℃ |
t/min |
冷却方式 |
θ/℃ |
循环周次N/周 |
裂纹长/mm |
热变形/mm |
|
|
非真空感应加电渣(δ1.0mm) |
1065
1120
1175 |
10 |
空冷 |
815～20 |
200 |
0.68
0.68
0.61 |
0.68
1.01
0.82 |
表3-16
|
θ/℃ |
20 |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
|
|
ED/GPa |
板材 |
206 |
203 |
199 |
193 |
187 |
180 |
174 |
166 |
158 |
149 |
|
棒材 |
199 |
194 |
188 |
182 |
177 |
171 |
165 |
156 |
149 |
142 |
|
|
铸件 |
177 |
172 |
- |
163 |
157 |
151 |
145 |
137 |
129 |
121 |
|
四、HastelloyX组织结构
4.1HastelloyX相变温度
4.2HastelloyX时间-温度-组织转变曲线
4.3HastelloyX合金组织结构
4.3.1该合金在固溶状态的组织为奥氏体基体，还有少量的TiN和M6C型碳化物。经700～900℃长期时效后主要析出相为M12C和M3B2，同时也伴有微量μ相和L相。经700℃，200h时效后出现少量σ相，但在800℃时效后σ相不存在，而析出微量M23C6，有时出现微量L相。因此合金在长期时效后呈现一定程度的时效硬化现象，使塑性下降，高温强度也有所减低。
4.3.2冷轧薄板技术标准规定，供应状态冷轧薄板的晶粒度应在4～8级范围内。
五、HastelloyX工艺性能与要求
5.1HastelloyX成形性能合金具有良好的冷、热加工成形性能。锻造加热温度1170℃?10℃，终锻温度不低于950℃；板坯热轧加热温度1150℃?10℃，终轧温度不低于850℃；环形件热轧加热温度1170℃?10℃。
合金的高温拉伸塑性图见图5-1。高温镦粗试样经1180℃，45min固溶处理后的再结晶曲线见图5-2。
5.2HastelloyX焊接性能该合金具有良好的焊接工艺性能，可采用氩弧焊、缝焊和点焊等方法进行焊接。氩弧焊时推荐采用HHastelloyX或HGH3113焊丝。
5.2.1HastelloyX手工氩弧焊对接规范见表5-1。
表5-1[5]
|
被焊材料 |
厚度/mm |
焊前状态 |
焊丝 |
接头形式 |
焊接电流/A |
氩气流量/(L/min) |
钨极直径/mm |
电源及极性 |
|
|
牌号 |
直径/mm |
||||||||
|
HastelloyX＋HastelloyX |
1.0＋1.0 |
供应状态或固溶状态 |
HHastelloyX
HGH3113 |
1.2～1.6 |
对接 |
40～60 |
10～13 |
1.6～2.0 |
直流正极性 |
|
1.5＋1.5 |
HHastelloyX
HGH3113 |
1.2～1.6 |
50～70 |
12～15 |
1.8～2.2 |
||||
5.2.2HastelloyX自动钨极脉冲氩弧焊对接规范见表5-2。
表5-2
|
厚度/mm |
焊前状态 |
焊丝 |
弧压/V |
脉冲电流/A |
维弧电流/A |
脉冲幅比 |
脉冲宽比 |
脉冲频率 |
焊接速度/(m/min) |
送丝速度/(m/min) |
|
|
牌号 |
直径/mm |
||||||||||
|
1.0
1.2
1.5 |
固溶 |
-
HGH-1
HGH-1 |
-
1.0
1.0 |
8.5
8.5
9.0 |
60
65
100 |
20
22
28 |
3
3
3.5 |
2
2
2 |
3
3
3 |
0.25
0.2
0.23 |
-
0.20
0.25 |
5.2.3HastelloyX缝焊规范见表5-3。
表5-3[5]
|
被焊材料 |
厚度/mm |
焊前状态 |
滚盘宽度/mm |
焊接时间/s |
休止时间/s |
焊接速度/(m/min) |
电极压力/kN |
|
|
上 |
下 |
|||||||
|
HastelloyX＋HastelloyX |
1.0＋1.0 |
固溶或供应状态 |
5.5 |
7.0 |
0.14～0.18 |
0.14～0.22 |
0.34～0.40 |
0.25 |
|
1.5＋1.5 |
5.5 |
7.0 |
0.16～0.20 |
0.14～0.22 |
0.22～0.34 |
0.25 |
||
5.2.4HastelloyX点焊规范见表5-4。
表5-4[5]
|
被焊材料 |
厚度/mm |
焊前状态 |
电极直径/mm |
焊接时间/s |
电极压力/kN |
单点抗剪强度/MPa |
正拉强度/MPa |
|
|
上 |
下 |
|||||||
|
HastelloyX＋HastelloyX |
1.0＋1.0 |
固溶或供应状态 |
6 |
7 |
0.16～0.24 |
0.1～0.2 |
≥9.35 |
≥6.36 |
|
1.5＋1.5 |
6 |
7 |
0.20～0.36 |
0.2～0.3 |
≥12.30 |
≥10.60 |
||
5.2.5HastelloyX焊接接头的力学性能见表5-5。
表5-5[6]
|
焊接方法 |
厚度/mm |
焊前状态 |
焊后处理 |
焊丝牌号 |
θ/℃ |
接头强度 |
持久性能 |
||
|
σb/MPa |
强度系数/% |
σ/MPa |
t/h |
||||||
|
氩弧焊 |
1.5 |
供应状态 |
未处理 |
HHastelloyX |
20
650
815 |
800
586
337 |
100
100
100 |
-
294
110 |
-
217.6
46.4 |
|
脉冲氩弧焊 |
1.0 |
供应状态 |
未处理 |
- |
20
650 |
842
531 |
100
90 |
-
- |
-
- |
|
1.5 |
供应状态 |
未处理 |
HSG-1 |
20
650 |
826
581 |
100
98 |
-
294 |
-
296.5 |
|
|
缝焊 |
1.5 |
供应状态 |
未处理 |
- |
20
650
815 |
763
514
325 |
96
91
100 |
-
294
110 |
-
214.2
48.6 |
5.3HastelloyX零件热处理工艺板材制件固溶处理：1150℃?10℃，2～15min，快速空冷。焊接件或火焰筒处理：980℃?10℃，60min，空冷。机加工后除应力处理：870℃?10℃，30～60min，空冷。零件稳定尺寸处理：760℃?10℃，2h，空冷。
六、HastelloyX功能考核试验
七、HastelloyX使用建议
选用。
产品形态：
|
库存材料牌号 |
||||||
|
Nitronic 60 |
1.4313 |
SUH600 |
SUS347 |
GH3030 |
CK10 |
50CrV4 |
|
UNS S21800 |
1.4125 |
SUH616 |
SUS416 |
GH3044 |
CK45 |
41CrAlMo7-10 |
|
Nitronic 50 |
1.4112 |
SUS301 |
SUS420J1 |
Hastelloy C-276 |
1.1191 |
41NiCrMo7-3-2 |
|
S20910 |
1.4122 |
SUS303 |
SUS420J2 |
Inconel 600 |
1.6523 |
20NiCrMo2 |
|
UNS S20910 |
1.4568 |
SUS304 |
SUS430 |
1.4529 |
17CrNiMo6 |
9SMnPb28 |
|
XM-19 |
1.4509 |
SUS302 |
SUS430F |
UNS N08367 |
40NiCrMo2 |
S250Pb |
|
1.4462 |
1.4315 |
SUS304Cu |
SUS431 |
UNS N08926 |
15NiCr13 |
SAE1215 |
|
1.4057 |
1.4319 |
SUS316Ti |
SUS440A |
Monel 400 |
1.5752 |
1.0718 |
|
EN1.4460 |
1.4571 |
SUS304L |
SUS440B |
Incoloy 825 |
1.7131 |
11SMnPb28 |
|
1.4542 |
1.4547 |
SUS304N1 |
SUS440C |
Nimonoc80A |
1.7139 |
11SMn30 |
|
SUS630 |
316L |
SUS304N2 |
SUS440F |
GH536 |
16MnCr5 |
1.0715 |
|
s17400 H1025 |
304N |
SUS309S |
SUS444 |
UNS S31254 |
16mncrs5 |
9SMn28 |
|
17-4PH |
304 |
SUS310S |
SUS630 |
GH3128 |
1.7147 |
12L14 |
|
UNS S66286 |
316Ti |
SUS314 |
SUS631 |
Alloy 59 |
EN 1.6580 |
9SMnPb36 |
|
SUH660 |
S31254 |
SUS316 |
GH2132 |
Alloy 31 |
1.6582 |
1.0737 |
|
A286 |
254 SMO |
SUS316L |
IncoloyA-286 |
Alloy 602CA |
25CrMo4 |
S300Pb |
|
15-7mo PH |
F44 |
SUS316LN |
Incoloy 800H |
Alloy 601 |
1.7225 |
C17200 |
|
1.4305 |
S31803 |
SUS316N |
Inconel718 |
VDM Alloy 601 |
1.8159 |
2.1247 |
|
1.4404 |
F51 |
SUS317 |
GH3536 |
VDM Alloy 31 |
1.8509 |
2.1285 |
|
1.4301 |
2205 |
SUS321 |
Hastelloy X |
VDM Alloy 59 |
1.6563 |
1.4310 |
|
EN 1.4310 |
1.4529 |
SUS329 |
Inconel 625 |
34crnimo6 |
20MnCr5 |
X-750 |
|
1.4418 |
SUH 660 |
SUS329J3L |
Monle K-500 |
30crnimo8 |
42CrMo4 |
25Cr2ni4WA |
|
上海隆继集团金属制品有限公司（圆钢较多） |
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