镍基合金高温强度 - 蠕变和断裂的解释

金属在高温下的强度测量方式与在室温下测量的方式不同。对于室温下的应用，设计人员需要考虑金属的抗拉强度、屈服强度和/或硬度。

然而，在樱桃红热下，要考虑的最重要的机械性能是金属的抗蠕变和/或抗断裂性。高于大约 1000°F 时，拉伸强度或屈服强度不能用作设计的基础。

举例来说，如果金属棒在室温下的载荷低于其屈服强度，则该载荷几乎可以无限期地留在那里。现在，让我们考虑一下负载低于屈服强度的相同金属棒，同时发出樱桃红色的光芒。最初，将有最小的变形量。随后，条形将逐渐拉伸，但速度非常缓慢。它可能会持续拉伸数小时、数周甚至数年，然后最终断裂，即使它没有达到屈服强度。

爬

金属拉伸的速率或速度（以每小时百分比为单位）称为其“蠕变速率”。蠕变速率表示为每小时变形百分比。在一段时间内，蠕变速率是恒定的。这是 “最小蠕变速率” 或 “次级蠕变速率”。

最小蠕变速率用作高温设计的基础。在高温下，必须假设金属会在一定程度上蠕变或变形。即使对于轻负载也是如此。从理论上讲，设计人员可能会确定在设备的预计使用寿命内可接受的蠕变变形量。然后，他将根据变形速度（即蠕变速率）来选择他的设计强度，这在他的应用中是可以接受的。在实践中，在热加工行业中，一个设计标准是每 1,10 小时至少 000% 或每小时 0.0001% 的最小蠕变速率所需的应力。设计应力可以设置在此数字的某个分数处。对于其中一项标准，ASME 使用 100% 的外推应力，在 1,100 小时的最小蠕变速率中占 000%，即 0.00001%/小时。

另一个衡量蠕变的指标，也是欧洲使用的指标，是 “total creep”。这是试样拉伸总共 1% 所需的应力。最小蠕变速率数据和总蠕变速率数据不可互换。人们往往对一种或另一种蠕变测量有相对强烈的感觉，因此 Rolled Alloys 尽可能提供最小蠕变和总蠕变数据。

下面是一个蠕变图，显示了蠕变行为的各个阶段。

请访问我们的高温合金性能表，以获得特定高温合金的明确蠕变值。

破裂

“断裂应力”或“蠕变断裂强度”以应力和小时数的形式报告。它是在给定时间内完全破坏试样所需的应力。在热加工行业中，设置设计应力的另一个常见标准是使用在 10,000 小时时导致断裂的应力的一部分。ASME 使用较低者：外推 67,100 小时断裂应力的 000% 或 100,1 小时最小蠕变速率中外推 100% 的 000%。

蠕变强度比断裂强度更重要。例如，在 1800°F 时，合金 RA330、309 和 310 都具有相当的 10,000 小时断裂强度，约为 560 至 660 psi。然而，在使用中，RA330 马弗炉或蒸馏器可以保持其形状多年，而由 309 或 310 制成的马弗炉或蒸馏器会塌陷。原因是这些不锈钢耐热等级在 40°F 时的蠕变强度仅为 RA55 的 330-1800%。

通常，我们期望最坚固的合金能发挥最佳作用。这确实取决于这种强度是如何实现的。例如，RA 602 CA 和 RA 253 MA 通过添加各种中细晶粒尺寸的合金进行强化。因此，它们在淬火应用中具有良好到优异的抗热疲劳性。

获得高蠕变断裂强度的便宜的方法是对合金进行高温固溶退火。ASTM 5 或较粗晶粒尺寸的目标是提供比更细晶粒尺寸更好的蠕变和断裂强度。然而，粗晶材料在获得蠕变强度时会失去抗热疲劳性。根据我们的经验，晶粒尺寸比 ASTM 4 粗的材料在液体淬火应用中不会令人满意。例如，由 800H/AT 制成的淬火夹具可以抵抗蠕变变形，但会因热疲劳而迅速碎裂。凭借其更细的颗粒，所谓的“较弱”RA330 可以在淬火服务中提供非常好的使用寿命。

镍：在高温下提供耐腐蚀性、韧性和强度。

铬：增强抗氧化性和耐腐蚀性，提高高温下的强度。

钴：提高高温下的强度并增强抗氧化性。

钨：增加高温强度和硬度，提高抗蠕变性。

钼：增强强度、淬透性、抗蠕变性和耐腐蚀性。

铝：通过形成保护性氧化层，提高抗氧化性，在高温下的强度。

钛：通过形成稳定的碳化物和氮化物来增强合金，提高抗蠕变性。

碳：通过形成碳化物来增强强度，提高耐磨性。

硼：细化晶界，提高延展性和应力断裂强度。

硅：增强抗氧化性和强度，起到脱氧剂的作用。

锰：起到脱氧剂的作用，提高硬度和强度。

磷：提高强度和耐腐蚀性。

硫：提高机械加工性（尽管通常保持低水平以避免脆化）。

铁：提供结构支撑，增强机械性能。

高温耐磨耐蚀合金(CoCrW,钴铬钨;stellite6/6B/6K等)

1,钴铬钨系列,CoCrW,stellite6,6B,6K等侧重高温耐磨的钴合金;

2,钴铬钼系列,CoCrMo,stellite21等侧重于高温耐腐蚀的钴合金.

高温耐腐蚀合金(哈氏C276，哈氏B等)

1,哈氏合金 如:Hastelloy C276,C22,C4,C2000;Hastelloy B-2,B-3;

2,蒙乃尔合金 如:Monel 400,K500; Ni200(N6),Ni201(N4);

3,镍铬系列合金 如:Alloy20,Incoloy 800,Alloy20Cb等,

高温耐热合金(最高耐热温度可至1300℃的Haynes 747等)

1,高温耐热抗氧化合金:最高使用温度可至1300℃的Haynes 747等侧重于抗氧化的耐热合金;

2,高温耐热高强度合金:Alloy20;Alloy20;Inconel 718等侧重于高温高强度的耐热合金.

一、上海商虎锻压与精密铸造高温合金

★ 高温耐磨耐蚀合金(CoCrW,钴铬钨,stellite6/6B/6K;CoCrMo等)

★ 高温耐腐蚀合金(Hastelloy,Monel,哈氏C276,哈氏B3等)

★ 高温耐热合金(Haynes,Inconel,Incoloy,Haynes 747等)

二、上海商虎锻压与精密铸造钴合金

★ 系列钴合金锻件与精密铸件

★ HAYNES 25(L605)超细丝（0.08-0.10mm）

★ 高硬度耐蚀钴合金W-21（HRC58）

★ 饰品用钴铬合金RD 210

三 上海商虎高品质高温合金材料

☆ 材料成分,生产工艺执行高标准

执行标准ASTM B462-2002;ASTM B574-06;AMS 5894B

GB/T-14992-2005;GB/T-15007-2008

☆ 真空冶金,钢水纯净化技术

严格控制S,P等杂质含量与O,N等气体含量;

☆ 锻造,铸造,热处理等工艺优化​

最大限度挖掘材料的潜力,使产品强韧均衡,综合性能卓越;

☆ 产品质量质量第三方权威检测

国家钢铁材料测试中心/国家钢铁质量监督检验中心权威检测,保证质量;

☆ 半成品,中间产品,常见规格库存

缩短生产周期,二周内实现交货或分批交货.

四 上海商虎品质至上

研发、推广高温,耐磨,耐腐蚀等复杂苛刻环境中使用的系列高温合金,提供锻棒,锻件,热轧棒板,焊丝,精密铸件,母合金,电极棒等;