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高温合金材料及产品系列

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高温合金带材
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高温合金带材

传统模铸工艺生产高温合金母合金示意图

目前高温合金母合金的制备工艺

高温合金是指以铁、镍、钴为基，能在600℃以上的高温及一定应力作用下长期工作的一类金属材料，具有优异的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能，又被称为“超合金”。“母合金”是经过精炼后供重熔浇注(铸造)用的材料(通常为棒料)，成分按照要求严格定制。

目前真空冶炼金属模铸造成形工艺被广泛用于制备高温合金母合金，如图所示。现有模铸工艺中，熔炼好的钢液经过浇流槽，最终进入金属铸型中，凝固成形。该制备工艺能获得成分精确的高温合金母合金，通过冶炼工艺控制、陶瓷过滤、铸型设计等方法可获得冶金质量和性能优异的棒坯。

高温合金母合金具有良好的高温强度和蠕变性能，以K418高温合金母合金为例，通过成分精确控制、纯净化冶炼之后，高温合金母合金的化学成分需满足表1要求(根据GB/T14992，GJB5512.1和HB7763);母合金重熔成精铸试棒后，力学性能需满足表2要求。

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表1 K418 合金的化学成分(wt.%)

元素 C Mo Cr Al Zr Ti B
含量(%) 0.08~0.16 3.80~4.80 11.50~13.50 5.50~6.40 0.060~0.150 0.50~1.00 0.008~0.020
元素 Nb Fe Mn Si S P O
含量(%) 1.80~2.50 ≤1.00 ≤0.50 ≤0.50 ≤0.010 ≤0.015 ≤15ppm
元素 N Pb Sb As Sn Bi Ni
含量(%) ≤35ppm ≤0.0005 ≤0.001 ≤0.001 ≤0.001 ≤0.00005 Bal.

表2 K418 合金的供货技术标准

标准号 品种 取样 拉伸性能 持久性能
θ/℃ σ b/MPa σ po.2/MPa δ5/ ψ/% θ/℃ σ/MPa T/h δs/
≥ ≥
GJB5515.1① 母合金 精铸试棒
铸态		 20  755  686  3.0  一 750  608  40  3.0 
800  755  一 4.0  6.0  800  490  45  3.0 
HB7763② 母合金 精铸试棒
铸态		 20  755  686  3.0  - 750  608  40  3.0 
800  755  一 4.0  6.0  800  490 45  3.0 
①拉伸和持久可选一种温度进行检验，持久性能不合格时，可按800℃、471MPa、断裂时间不小于80h进行复验。
  每10炉应选一炉做持久拉断试验，断后δ5和ψ不作为判废依据。
②拉伸和持久可选一种温度进行检验，每10炉应选一炉做持久拉断试验，实测δ5和ψ数据。
牌号 K417 K418 K419 K438 K444 K452 K4169
化学成分
(重量%)		 C 0.13  0.08  0.09  0.10  0.04  0.07  0.02 
0.22  0.16  0.14  0.20  0.08  0.14  0.08 
Cr 8.50  11.50  5.50  15.70  15.40  20.00  17.00 
9.50  13.50  6.50  16.30  16.30  21.80  21.00 
Mn 0.50  0.50  0.50  0.20  0.30  0.30  0.35 
Mo 2.50  3.80  1.70  1.50  1.60  0.30  2.80 
3.50  4.80  2.30  2.00  2.30  0.90  3.30 
Mb 一 1.80  2.50  0.60  0.10  0.15  4.40 
2.50  3.30  1.10  0.30  0.35  5.40 
Ta 一 一 一 1.50  一 一 0.10 
2.00 
Ni 56.78  69.44  55.76  58.19  54.60  52.70  50.00 
64.92  76.75  63.43  63.94  60.90  60.90  55.00 
Co 14.00  11.00  8.00  10.00  10.30  1.00 
16.00  13.00  9.00  11.00  12.00 
Ti 4.50  0.50  1.00  3.00  4.20  3.10  0.65 
5.00  1.00  1.50  3.50  5.00  3.90  1.15 
V 0.60  一 0.10  一 一 一 一
0.90 
W 一 一 9.50  2.40  4.70  3.00  一
10.50  2.80  5.90  4.00 
Zr 0.05  0.06  0.03  0.05  一 一 0.05 
0.09  0.15  0.08  0.15 
Fe 1.00  1.00  0.50  0.50  0.50  0.50  11.57 
24.83 
Al 4.80  5.50  5.20  3.20  2.80  2.10  0.30 
5.70  6.40  5.70  3.70  3.20  2.90  0.70 
Others 一 一 Cu0.40 一 Hf0.20-0.40 B0.01-0.02 Cu0.30
B0.06-0.10 Zr0.02-0.06
合金材料
力学性能		 温度(°C) 750  800  950  800  900  一 室温
抗拉强度(σb/
Mpa)		 686  755  700  836  一 一 965 
持久性能(σ/
Mpa)		 一 490  一 365  274  一 550 
延伸率(δ
1%)		 2.5  4  6  16.6  一 一 30 
牌号 GH2132 GH3039 GH3044 GH3128 GH4133 GH4169 GH4220 GH4708
化学成分
(重量%)		 C 0.08  0.08  0.10  0.05  0.07  0.08  0.08  0.05 
0.10 
Cr 13.50  19.00  23.50  19.00  19.00  17.00  9.00  17.50 
16.00  22.00  26.50  22.00  22.00  21.00  12.00  20.00 
Ni 24.00  69.42  50.20  56.59  70.22  50.00  46.41  58.12 
27.00  77.60  63.20  65.20  76.65  55.00  60.65  70.05 
Co 一 一 一 一 一 1.00  14.00  0.05 
15.50 
W 一 一 13.00  7.50  一 一 5.00  5.50 
16.00  9.00  6.50  7.50 
Mo 1.00  1.80  1.50  7.50  一 2.80  5.00  4.50 
1.50  2.30  9.00  3.30  7.00  6.00 
Al 0.40  0.35  0.50  0.40  0.70  0.30  3.90  1.90 
0.75  0.80  1.20  0.70  4.80  2.30 
Ti 1.75  0.35  0.30  0.40  2.50  0.75  2.20  1.00 
2.30  0.75  0.70  0.80  3.00  1.15  2.90  1.40 
Fe 50.17  3.00  4.00  0.20  1.50  11.92  3.00  4.00 
58.65  24.40 
Nb 一 0.90  一 一 1.15  4.75  一 一
1.30  1.65  5.50 
V 0.10  一 一 一 一 一 0.25  一
0.50  0.80 
B 0.00  一 一 0.01  一 0.01  一 0.01 
0.01 
Zr 一 0.06  一 一 一
Ce 一 一 一 一 0.01  一 一 0.03 
Mn 一 一 0.50  0.50  0.35  0.35  0.50  0.50 
合金材料
力学性能		 温度(°C) 室温 室温 一 一 室温 650  一 一
抗拉强度(σb/
Mpa)		 930  635  一 一 750  1000  一 一
屈服强度(δs/
Mpa)		 590  一 一 一 1080  一 一 一
延伸率(δ
1%)		 15  3  一 一 16  15  一 一
牌号 C Cr Mn Mo Nb Ta Ni  Co Ti Hf W Zr Fe Al Others
DD406 0.001
0.04		 3.80
4.80		 0.15  1.50
2.50		 1.20  6.00
8.50		 54.70
66.34		 8.50
9.50		 0.10  0.05
0.15		 7.00
9.00		 0.10  0.30  5.20
6.20		 Re1.6~2.4
DD407 0.007  7.80
8.30		 0.01  2.10
2.40		 0.15  3.30
3.70		 65.7
69.4		 5.00
6.00		 1.80
2.20		 0.0075  4.80
5.20		 0.0075  0.20  5.80
6.10		 -
DD408 0.03  15.50
16.50		 0.15  一 一 0.70
1.20		 49.62
55.50		 8.00
9.00		 3.60
4.20		 一 5.60
6.40		 0.007  0.50  3.60
4.20		 Al+Ti
7.5~7.9
牌号 C   Cr Mn Mo Nb Ta   Ni Co Ti V W Zr Fe Al Others
DZ404 0.10
0.16		  9.00
 10.00		 0.50  3.50
4.20		 - - 62.16
69.58		 5.50
6.50		 1.60
2.20		 - 5.10
5.80		 0.02  1.00  5.60
6.40		 -
DZ405 0.07
0.15		 9.50
11.00		 0.50  3.50
4.20		 一 一 58.5
65.92		 9.50
10.50		 2.00
3.00		 一 4.50
5.50		 0.10  一 5.00
6.00		 -
DZ408 0.07
0.10		  8.00
 8.70		 0.10  0.40
0.60		 0.10  2.80
3.30		 59.03
63.27		 9.00
10.00		 0.60
0.90		 0.10  9.30
9.70		 0.005
0.02		 0.20  5.25
5.75		 Hf1.30~1.70
Re0.10
DZ411 0.07
0.12		 13.50
14.30		 - 1.30
1.70		 一 2.50
3.10		 58.28
62.73		 9.00
10.00		 4.60
5.20		 一 3.50
4.10		 一 一 2.80
3.40		 Al+Ti≥7.80
DZ417G 0.13
0.22		  8.50
 9.50		 0.20  2.50
3.50		 - - 63.53
70.35		 9.00
11.00		 4.10
4.70		 0.60
0.90		 - 一 0.5  4.80
5.70		 -

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