上海 Hastelloy C-263 哈氏合金钢板百科解析

上海 Hastelloy C-263 哈氏合金钢板百科解析

Hastelloy C-263 是一种在高温高强领域备受推崇的镍基沉淀硬化型变形高温合金，其在上海及全国的高端制造业、航空航天、能源化工等领域扮演着关键角色。以下是对上海市场常见的Hastelloy C-263合金钢板的全面解析：

一、 核心定义与特性

本质： 镍-铬-钴-钼合金，通过添加钛、铝形成γ'相（Ni3(Al, Ti)）实现沉淀强化。

核心优势：

卓越的高温强度： 在高达870°C的温度下仍能保持极高的强度，远超普通不锈钢和许多镍基合金。

优异的高温稳定性： 组织稳定，抗蠕变和疲劳性能出色。

良好的耐腐蚀与抗氧化性： 在高温氧化环境和多种化学介质中表现良好（虽不如C-276等以耐蚀性著称的合金，但在其目标应用环境中足够）。

出色的成形性与焊接性： 相对易于冷热加工和焊接（需遵循特定工艺）。

二、 关键化学成分 (典型值，wt%)

镍 (Ni)： 余量 (构成合金基体，提供根本的耐蚀性和高温性能)

铬 (Cr)： 19.0 - 21.0% (提供抗氧化性和耐蚀性基础)

钼 (Mo)： 5.6 - 6.1% (增强固溶强化，提高抗还原性介质腐蚀能力)

钴 (Co)： 19.0 - 21.0% (显著提升高温强度和抗热疲劳性)

钛 (Ti)： 1.9 - 2.4% (主要γ'相形成元素，实现沉淀强化)

铝 (Al)： 0.30 - 0.60% (辅助γ'相形成元素，参与强化)

碳 (C)： ≤ 0.06% (控制晶间腐蚀敏感性)

锰 (Mn)： ≤ 0.70%

硅 (Si)： ≤ 0.40%

铁 (Fe)： ≤ 0.70% (杂质控制)

磷 (P)： ≤ 0.015%

硫 (S)： ≤ 0.007%

三、 核心性能亮点

力学性能 (固溶处理态典型值)：

抗拉强度： ≥ 930 MPa

屈服强度： ≥ 517 MPa

延伸率： ≥ 40%

硬度： 通常 ≤ 250 HB

时效强化后： 屈服和抗拉强度显著提升，满足更高强度需求。

物理性能：

密度： 约 8.36 g/cm³

熔点： 约 1330-1370 °C

热膨胀系数： 中等 (需查具体温度范围数据)

热导率： 较低 (需查具体温度范围数据)

电阻率： 相对较高

耐环境性能：

高温氧化： 在空气环境中，使用温度可达约 1095°C (受应力状态影响)。

耐腐蚀性： 对高温卤化物、弱酸、碱、盐溶液有良好抵抗力。对强氧化性酸（如热浓硝酸）和还原性极强的环境（如热浓盐酸）耐蚀性有限。抗应力腐蚀开裂性能良好。

四、 核心应用领域 (上海及全国)

航空航天：

喷气发动机燃烧室部件、加力燃烧室壳体、过渡段、火焰筒、涡轮外环。

火箭发动机推力室、喷管延伸段。

能源电力：

燃气轮机燃烧室部件、过渡段、密封环、叶片环。

先进的超超临界 (A-USC) 火力发电锅炉高温部件（如过热器/再热器管、集箱）。

化工与过程工业：

高温、高压反应器部件。

热处理设备夹具、料筐。

需要高温强度但腐蚀环境相对温和的部件。

其他： 高性能赛车排气系统、特种紧固件。

五、 加工与制造要点 (针对钢板)

热处理：

固溶处理： 通常在 1150°C 左右加热保温后快速冷却（水淬），获得均匀过饱和固溶体。

时效处理： 在 700-850°C 范围内保温一定时间后空冷，析出细小的γ'强化相，显著提高强度。具体工艺根据所需强度水平调整。

冷加工： 固溶态下具有良好的冷加工塑性（如冷轧、冲压、深拉）。加工硬化率较高，可能需要中间退火。时效态材料难以冷加工。

热加工： 可在 1050-1200°C 范围内进行锻造、热轧等。避免在可能导致过度晶粒长大或析出有害相的敏感温度区间（如 650-900°C）停留过久。

焊接：

可焊性良好。 常用方法：GTAW (TIG)、GMAW (MIG)、PAW。

焊材： 推荐使用匹配焊材（如 Haynes 263 焊丝/焊条）或镍基高温合金焊材（如 Inconel 617）。

关键点： 焊前清洁至关重要；通常不预热（除非拘束度极大）；控制层间温度（通常 <150°C）；小热输入焊接以减少热影响区；焊后通常需要固溶处理以恢复耐蚀性和韧性，或进行焊后时效以获得所需强度（需评估焊后热处理对变形和母材性能的影响）。

机加工： 固溶态比时效态更易加工。需采用硬质合金刀具，低切削速度、中等进给量、大切削深度，确保良好冷却和排屑。加工硬化倾向显著。

六、 上海市场与应用考量

供应链成熟： 上海作为全国重要的工业中心和进出口枢纽，拥有完善的哈氏合金供应链。本地大型特钢贸易商、专业金属材料供应商以及国际品牌（如 Haynes/SMC， ATI， VDM）的代理商或仓库通常备有现货或能快速订货。

规格齐全： 市场可提供不同厚度、宽度、长度规格的C-263钢板，满足从研发试制到批量生产的需求。

技术支持与服务： 上海供应商通常能提供较专业的技术咨询、材料证明、切割加工服务等。

应用聚焦： 在上海及长三角地区，C-263钢板主要应用于：

航空航天研发与制造单位。

高端燃气轮机制造与维修企业。

新能源装备（如高效燃机、光热发电）研发制造。

高校和科研院所的材料与高温部件研究。

总结：
上海 Hastelloy C-263 哈氏合金钢板代表了镍基高温合金领域的高性能解决方案，其核心价值在于无与伦比的高温强度与稳定性，辅以良好的加工和焊接性能。它在承受极端高温应力的关键部件上不可或缺，是航空航天推进系统、高效能源转换装备（如燃气轮机、A-USC锅炉）以及特定高温化工过程的核心材料选择。在上海发达的工业体系和科研力量支持下，C-263钢板将继续为高端制造业的发展提供坚实的材料基础。选择时需紧密结合服役环境（温度、应力、介质）和对强度、韧性的具体要求，并遵循严格的加工和热处理规范以充分发挥其性能潜力。

高温合金是指能在 600℃以上高温环境下承受一定应力并具有抗氧化、抗腐蚀能力的合金，广泛应用于航空航天、能源、化工等领域。其牌号体系因国家和行业标准不同而有所差异，以下按 国际通用体系 和 中国国家标准 分类上海商虎有色金属有限公司介绍常见牌号：

一、国际通用高温合金牌号（以美国、欧洲为主）

1. 铁基高温合金

Incoloy 系列（镍 - 铁 - 铬基，抗氧化性优异）：

Incoloy 800/800H/800HT：常用于炉管、热交换器，耐 800-1000℃高温。

Incoloy 825：耐蚀性突出，适用于含硫、磷酸的高温环境。

Hastelloy 系列（镍 - 钼 - 铬基，耐强腐蚀）：

Hastelloy C-276：耐湿氯、盐酸等腐蚀，高温强度好。

Hastelloy X：抗氧化至 1200℃，用于燃气轮机燃烧室。

2. 镍基高温合金（高温强度最优，应用最广）

Inconel 系列：

Inconel 600：抗氧化至 1095℃，用于核反应堆、热处理设备。

Inconel 625：强度高，耐蚀，用于航空发动机部件。

Inconel 718：含铌、钼，可时效强化，是航空航天领域最常用的高温合金之一（如涡轮盘、叶片）。

Waspaloy：沉淀强化型镍基合金，耐温约 815℃，用于涡轮叶片、螺栓。

Rene 系列（美国普惠公司研发）：

Rene 41：耐温 760-870℃，用于发动机涡轮叶片。

Rene 80：含钴、钨，适用于高温涡轮叶片。

3. 钴基高温合金（耐磨、抗热腐蚀）

Stellite 系列：如 Stellite 6，用于高温轴承、阀门密封面，耐磨损和高温氧化。

Haynes 188：钴 - 镍 - 铬基，抗氧化至 1150℃，用于燃烧室、导向叶片。

二、中国国家标准高温合金牌号

中国高温合金按 GB/T 14992-2005 分类，牌号以 “GH”（“高合” 拼音首字母）开头，按基体分为铁基、镍基、钴基：

1. 铁基高温合金（GH1xxx 系列）

GH1131：铁 - 镍 - 铬基，用于 700℃以下的涡轮盘、螺栓。

GH128：含钼、钨，耐 800℃高温，适用于燃烧室部件。

2. 镍基高温合金（GH3xxx 系列，应用最广泛）

GH3030：经典镍 - 铬合金，抗氧化至 1000℃，用于火箭发动机燃烧室、高温导管。

GH3044：含钨、钼，耐温 1100℃，用于炉用材料、燃气轮机叶片。

GH4169：对应国际 Inconel 718，是我国航空航天领域用量最大的高温合金，用于涡轮盘、叶片等关键部件。

GH4145：对应 Inconel X-750，用于高温弹簧、涡轮叶片。

3. 钴基高温合金（GH5xxx 系列）

GH5188：对应 Haynes 188，用于高温耐磨部件，如导向叶片、密封环。

三、其他特殊用途高温合金

铸造高温合金：牌号以 “K” 开头（如 K418、K403），用于形状复杂的铸件（如涡轮叶片）。

粉末冶金高温合金：如 FGH95、FGH96，通过粉末冶金工艺提高纯度和均匀性，用于高应力涡轮盘。

总结

高温合金牌号繁多，选择时需根据 使用温度（600-1200℃）、受力情况（拉伸、疲劳）、环境介质（氧化、腐蚀）等因素综合判断。国际牌号中 Inconel 718、Rene 系列，以及中国的 GH4169、GH3030 是各领域的代表性牌号。