研究NS112Incoloy 800成分性能参数.docx
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研究NS112Incoloy800成分性能参数
上海钢研-张工:
158–O185-9914
一、概述
NS112是一种与Incoloy800同系列的全奥氏体低碳的镍-铁-铬合金,该合金中的钴含量可以严格控制在0.01%以下。
NS112能耐很多腐蚀介质腐蚀。
其较高的镍含量使其在水性腐蚀条件具有很好的抗应力腐蚀开裂性能。
高铬含量使之具有更好的耐点腐蚀和缝隙腐蚀开裂性能。
该合金具有很好的耐硝酸、有机酸腐蚀性,但是在硫酸和盐酸中的耐腐蚀性有限。
除了在卤化物有可能发生点腐蚀外,在氧化性和非氧化性盐中有很好的耐腐蚀性。
在水、蒸气以及蒸汽、空气、二氧化碳的混合物中也具有很好的耐腐蚀性。
应用于硝酸冷凝器——耐硝酸腐蚀、蒸汽加热管——很好的机械性能、加热元件管——很好的机械性能等。
对于应用于高达500℃的环境,合金供货态为退火态。
NS112物理性能:
密度:
ρ=8.0g/cm3
熔化温度范围:
1350~1400℃
NS112机械性能:
(在20℃检测机械性能的最小值)
下表中所列性质适用于NS112合金的指定规格产品软化退火(稳定化退火)后的情况。
非标准尺寸材料的特殊性能可以根据特定应用场合的要求提供。
室温机械性能(最小值)
高温机械性能(最小值)
NS112具有以下特性:
●在高达500℃的极高温的水性介质中具有出色的抗腐蚀性
●很好的抗应力腐蚀的性能
●很好的加工性
NS112牌号和标准:
NS112化学成分:
NS112ISOV型缺口冲击试验:
室温平均值:
轴向>=150J/cm2
径向>=100J/cm2
时间-温度-敏化曲线
NS112条件应力值:
达到90%屈服强度的高条件应力值可应用于允许略大一点变形量的应用场合。
这些应力引起的永久应力会导致尺寸的变化,因此不推荐用于法兰和密封垫圈连接件。
NS112金相结构:
NS112合金具有稳定的面心立方结构。
化学成分和恰当的热处理保证了耐腐蚀性不受敏化性的削弱。
NS112耐腐蚀性:
NS112是一种通用的工程合金,在氧化和还原环境下都具有抗酸和碱金属腐蚀性能。
高镍成份使合金具有有效的抗应力腐蚀开裂性。
在各种介质中的耐腐蚀性都很好,如硫酸、磷酸、硝酸和有机酸,碱金属如氢氧化钠、氢氧化钾和盐酸溶液。
NS112较高的综合性能表现在腐蚀介质多样的核燃烧溶解器中,如硫酸、硝酸和氢氧化钠都在同一个设备中处理。
NS112应用范围:
NS112广泛应用于各种使用温度不超过550℃的工业领域。
典型应用为:
●硫酸酸洗工厂用的加热管、容器、筐及链等。
●海水冷却热交换器、海洋产品管道系统、酸性气体环境管道。
●磷酸生产中的热交换器、蒸发器、洗涤、浸渍管等。
●石油精炼中的空气热交换器
●食品工程
●化工流程
●高压氧气应用的阻燃合金。
NS112加工和热处理
NS112适合于热加工和冷加工,但由于具有高强度,需要大功率的加工设备。
NS112都适合于用各种方便的焊接方法焊接。
NS112加热:
1.在热处理之前及热处理过程中应始终保持工件清洁。
2.在热处理过程中不能接触硫、磷、铅及其它低熔点金属,否则会损害材料的性能,应注意清除诸如标记漆、温度指示漆、彩色蜡笔、润滑油、燃料等污物。
3.燃料中的含硫量越低越好,天然气中的硫含量应少于0.1%,重油中硫含量应少于0.5%。
4.考虑到温度控制和保持清洁的需要,最好在真空炉或气体保护炉中进行热处理。
5.也可以在箱式炉或燃气炉中加热,但炉气必须洁净并以中性至微氧化性为宜,应避免炉气在氧化性和还原性之间波动,加热火焰不能直接烧向工件。
NS112热加工:
1.NS112的热加工温度范围1200℃~900℃,冷却方式为水淬或在760℃~540℃之间尽量快速冷却。
热弯曲应在1150℃-1000℃之间进行。
2.为得到最佳抗腐蚀性能和抗蠕变性,热加工后要进行退火处理。
3.材料可以直接送入已升温至1200℃的炉中,材料的保温时间为每100mm厚度保温60分钟。
保温足够的时间后迅速出炉,在规定的温度范围进行热加工。
当材料温度降到低于热加工温度时,需重新加热。
NS112冷加工:
1.NS112的加工硬化率大于奥氏体不锈钢,因此需要对加工设备进行挑选。
冷加工材料应为退火热处理态,并且在冷加工时应进行中间退火。
2.若冷加工量大于10%,则在使用前需要对工件进行软化退火处理。
NS112热处理:
1.NS112的软化退火处理温度范围都是920℃~980℃,最佳处理温度是950℃。
2.为得到最佳的抗腐蚀性,冷却方式采用水淬,厚度小于1.5mm的材料也可采用快速空冷。
3.在热处理过程中,都要按照前述的加热过程中必须保持清洁的事项操作。
NS112去氧化皮及酸洗:
1.NS112的表面氧化物和焊缝周围的焊渣的附着性比不锈钢更强,机械方法和化学方法都可以使用,选择机械方法时要避免会产生金属污染或产生表面变形的方法。
2.在用HNO3/HF混合酸进行酸洗前必须小心打磨或盐浴预处理将氧化膜打碎。
NS112机加工:
NS112须在退火热处理之后进行机加工,由于材料的加工硬化,因此宜采用比加工低合金标准奥氏体不锈钢低的切削速度和重进刀进行加工,才能车入已冷作硬化的表层下面。
NS112焊接:
NS112适合采用任何传统焊接工艺焊接,如钨电极惰性气体保护焊、等离子弧焊、手工亚弧焊、金属极惰性气体保护焊、熔化极惰性气体保护焊、保护气体电弧焊等。
NS112的焊接必须在退火态进行,并清理干净污渍、粉尘和各种记号。
采用低热量输入,层间温度不超过150℃。
无需焊前或焊后热处理。
NS112清理:
去除氧化皮、油污和各种标记印痕,并用丙酮对焊接区域的基体金属和填充合金(如焊条)进行清洁,注意不能使用三氯乙烯TRI、全氯乙烯PER和四氯化物TETRA。
NS112边缘准备:
最好采用机加工,如车、铣、刨,也可以进行等离子切割,若采用后者,切割边缘(焊接面)一定要研磨干净平整,允许不过热的精磨。
焊缝两边的母材约25mm宽度的区域要打磨至露出光亮金属。
NS112坡口角度:
与碳钢相比,镍基合金和特种不锈钢的物理性能特点主要是低的热导率和高的膨胀系数,这些特性都要在焊接坡口准备时予以考虑,包括加宽底部间隙(1~3mm),同时由于熔融金属的粘滞性,在对接焊时应采用更大的坡口角度(60~70°)以抵消材料的收缩。
NS112起弧:
不能在工件表面起弧,应在焊接面起弧,以防起弧点导致腐蚀。
NS112焊接工艺:
NS112适合采用任何传统焊接工艺与同种材料或其他金属焊接,如钨电极惰性气体保护焊、等离子弧焊、手工亚弧焊、金属极惰性气体保护焊、熔化极惰性气体保护焊,其中脉冲电弧焊是首选方案。
在采用手工电弧焊时,推荐使用(Ar+He+H2+CO2)多种成份混合的保护气体。
NS112的焊接必须在退火态进行,并使用不锈钢丝刷清理干净污渍、粉尘和各种记号。
在焊缝根部焊接时,为得到最佳的根部焊缝质量,操作必须非常小心(氩气99.99),这样在根部焊接完后焊缝就不产生氧化物。
焊接热影响区产生的颜色要在焊缝区域未冷却时用不锈钢刷刷去。
NS112推荐使用的焊接材料:
GTAW/GMAWNicroferS7020
W.-Nr.2.4806
SG-NiCr20Nb
AWSA5.14ERNiCr-3
BS2901-NA35
SMAW
W.-Nr.2.4648
EL-NiCr19Nb
AWSA5.11EniCrFe-3
NS112焊接参数及影响(热输入量):
焊接操作应在热量输入表规定的低热量输入下进行,采用叠珠焊缝技术,层间温度不超过120℃,必须遵守焊接规范。
热量的输入Q按下面的公式计算:
U=弧电压,伏特
I=焊接电流,安培
V=焊接速度,厘米/分钟。
NS112焊后处理(酸洗、刷除氧化物及热处理):
焊接后应立即用不锈钢丝刷刷除氧化物,也就是说,在金属还没有产生焊接色的时候就刷,这样可以得到理想的表面质量而不需要酸洗。
若没有特别要求或规定,酸洗通常是焊接中的最后一道工序,请参考去氧化皮及酸洗一节。
焊接前后均不需要热处理。
高温合金分为三类材料:
760℃高温材料、1200℃高温材料和1500℃高温材料,抗拉强度800MPa。
或者说是指在760--1500℃以上及一定应力条件下长期工作的高温金属材料,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,已成为军民用燃气涡轮发动机热端部件不可替代的关键材料。
按照现有的理论,760℃高温材料按基体元素主要可分为铁基高温合金、镍基高温合金和钴基高温合金。
按制备工艺可分为变形高温合金、铸造高温合金和粉末冶金高温合金。
按强化方式有固溶强化型、沉淀强化型、氧化物弥散强化型和纤维强化型等。
高温合金主要用于制造航空、舰艇和工业用燃气轮机的涡轮叶片、导向叶片、涡、高压压气机盘和燃烧室等高温部件,还用于制造航天飞行器、发动机、核反应堆、石油化工设备以及煤的转化等能源转换装置。
760℃高温材料变形高温合金
变形高温合金是指可以进行热、冷变形加工,工作温度范围-253~1320℃,具有良好的力学性能和综合的强、韧性指标,具有较高的抗氧化、抗腐蚀性能的一类合金。
按其热处理工艺可分为固溶强化型合金和时效强化型合金。
GH后位数字表示分类号即1、固溶强化型铁基合金2、时效硬化型铁基合金3、固溶强化型镍基合金4、钴基合金GH后,二,三,四位数字表示顺序号。
1、固溶强化型合金
使用温度范围为900~1300℃,高抗氧化温度达1320℃。
例如GH128合金,室温拉伸强度为850MPa、屈服强度为350MPa;1000℃拉伸强度为140MPa、延伸率为85%,1000℃、30MPa应力的持久寿命为200小时、延伸率40%。
固溶合金一般用于制作航空、航天发动机燃烧室、机匣等部件。
2、时效强化型合金
使用温度为-253~950℃,一般用于制作航空、航天发动机的涡与叶片等结构件。
制作涡的合金工作温度为-253~700℃,要求具有良好的高低温强度和抗疲劳性能。
例如:
GH4169合金,在650℃的高屈服强度达1000MPa;制作叶片的合金温度可达950℃,例如:
GH220合金,950℃的拉伸强度为490MPa,940℃、200MPa的持久寿命大于40小时。
变形高温合金主要为航天、航空、核能、石油民用工业提供结构锻件、饼材、环件、棒材、板材、管材、带材和丝材。
上海商虎具备交货及时,按需轧制,按需切割加工的供货能力,确保准确快速地为用户提供合格优质的高端产品。
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我们提供的材料已广泛用于高温、强腐蚀等复杂环境,代表行业主要为:
热处理、冶炼、环保、、造纸、压力容器、热交换、电炉、电力设备等。
合号
国外同类合金
材 料 特 点
GH3030
эи435
合金在800℃以下有满意的热强性和高的塑性,具有良好的抗氧化、热疲劳、冷冲压和焊接工艺性能。
GH4033
эи437
合金在700~750℃具有足够的高温强度,在900℃以下具有良好的抗氧化性,合金的冷热加工性能良好。
GH33A
在GH33合金的基础上进一步合金化,使合金具有良好的综合性能,晶粒均匀细小,屈服强度高,易于热加工成型,使用温度在750℃以下。
GH33B
在GH33A的基础上添加微量元素,进一步提高合金的塑性和持久寿命,了合金的缺口敏感性。
GH37
эи617
合金在850℃以下使用具有高的热强性、良好的综合性能和组织稳定性。
GH3039
Эи602
合金在800℃以下有中等的热强性和良好热疲劳性能,1000℃以下抗氧化性能良好,长期使用组织稳定,还具有良好的冷成型和焊接性能。
GH3044
Эи868
固溶强化的抗氧化合金,在900℃以下具有高的塑性和中等热强性,具有优良的抗氧化性能和良好的冲压、焊接工艺性能,长期使用组织性能稳定。
GH4049
Эи929
合金为高合金化的镍基难变形高温合金,在1000℃以下具有良好的抗氧化性能,950℃以下具有较高的高温强度
GH80A
Nimonic80A
合金成分简单,性能与GH33合金相当,组织细小,热加工温度范围宽,热加工塑性好。
GH98
Эп99
是一种高合金化、高热强性的弥散强化合金,使用温度高达1000℃,用于涡轮导向叶片,加力燃烧室材料。
900℃以下有好的抗氧化性能、冷热疲劳性能及焊接性能。
。
。
GH99
эп693
高合金化的镍基时效合金,有较高的热强性,900℃以下可以长期使用,高工作温度可达1000℃,合金的组织稳定,具有满意的冷热加工成型和焊接工艺性能。
GH105
Nimonic105
可制造航空发动机的高温涡轮叶片,对振动、燃气腐蚀、应力扭曲、弯曲等复杂应力的耐受能力好。
GH128
合金具有高的塑性,较高的持久蠕变强度以及良好的抗氧化性和冲压、焊接性能。
其综合性能优越,可在950℃以下长期使用。
GH141
Rene41
合金在650~900范围内,具有高的拉伸和持久蠕变强度和良好的抗氧化性能,
GH145
InconelX-750
合金在980℃以下具有良好的强度,良好的抗腐蚀和抗氧化性能,而且也有较好的低温性能,成型性能也好,主要用作航空和工业燃气轮机部件。
GH163
C263
合金在800℃以下使用时具有较高的屈服强度和蠕变强度,良好的冷热疲劳性能,应变时效裂纹倾向性小。
合金的塑性及冷热加工成型性能、焊接性能好,在540~870温度范围内有极好的强度。
用于航空发动机及燃气轮机的燃烧筒、安装边及其他承力部件。
GH182
HastelloyC4
合金在650~1040温度范围内具有好的高温稳定性,好的韧性和耐蚀性,其基本耐蚀性能与NS334相同
GH199
эп199
该合金具有较高的高温强度,优良的抗氧化性能和一定的可焊性能,可在950℃下长期使用。
GH202
эп202
合金具有较高的强度和塑性,满意的成型性能和焊接性能,以及良好的耐腐蚀抗氧化性能,合金在-253~850℃范围内组织性能稳定,是深冷和高温条件使用的多用途合金。
GH220
эп220
高合金化、高性能的镍基难变形合金
GH230
固溶强化的抗氧化合金,在1200℃以下具有高的热强性,具有优良的抗氧化性能和良好的冲压、焊接工艺性能,长期使用组织性能稳定。
是我国使用温度高的合金之一。
GH500
Udimet500
合金采用高Al高Ti沉淀强化的时效合金,具有高的屈服强度和断裂强度,应用于直升机的发动机涡部分。
GH520
Udimet520
该合金是一种合金化程度较高的沉淀强化镍基合金,可在980℃以下长期使用,在高温下具有良好的抗拉强度、较高的高温硬度和好的抗氧化性能。
GH536
HastelloyX
合金性能水平与GH3044合金相当,适用于制作在900℃以下长期使用的航空发动机燃烧室及其它高温部件。
GH586
为我国自行研制的难变形镍基高温合金,合金在-196℃~800℃范围内,具有高的屈服强度和持久蠕变强度和良好的抗氧化性能,现阶段国内综合性能好的涡材料。
在1050℃以上对钠盐的耐蚀能力稍差。
GH600
Inconel600
固溶强化的耐热耐蚀合金,具有良好的抗高温腐蚀性能、抗氧化性能、冷热加工性能、低温机械性能、冷热疲劳性能。
650℃下具有较高的强度,成型性好,易于焊接。
GH625
Inconel625
合金具有良好的耐腐蚀和抗氧化性能,从低温到980℃具有良好的拉伸性能和疲劳性能,以及耐盐雾气氛下的应力腐蚀。
GH648
эп648
高铬合金,在高温条件下具有良好的耐蚀性能和综合力学性能。
GH698
эи698
>在550~800℃范围内具有高的持久强度和良好的综合性能,与Waspaloy合金性能水平相当。
GH708
эп708
新型镍基时效合金,该合金具有较高的高温强度,优良的抗氧化性能和一定的可焊性能,可在900℃下长期使用。
GH864
Waspalloy
合金在540~815℃温度范围内具有良好的耐燃气腐蚀能力、较高的屈服强度和疲劳性能,工艺塑性良好,组织稳定。
GH742
эп742ид
合金在750~950℃具有良好的高温性能,是目前变形高温合金中合金化程度高的涡材料,在大推力航空发动机上广泛应用。
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