上海 1.4876 镍基合金冷轧板百科解析
1. 材料基础:认识 1.4876 合金
核心身份: 1.4876 是德国 DIN 材料牌号,在国际上更广为人知的对应牌号是 Incoloy 800H (美标 UNS N08810)。它是一种以 镍(Ni)-铁(Fe)-铬(Cr) 为基体的奥氏体型耐热耐蚀合金。
核心成分:
镍(Ni): 约 30-35%,提供奥氏体基体、良好的热稳定性和耐还原性介质腐蚀能力。
铬(Cr): 约 19-23%,赋予优异的抗氧化和抗高温硫化腐蚀能力。
铁(Fe): 余量,作为基体主要元素之一。
关键添加: 铝(Al) 和 钛(Ti) (总量通常 ≤ 0.7%),通过形成稳定的 γ' 相(Ni3(Al, Ti)) 进行时效强化,提升高温强度。
碳(C): 控制在较高水平 (约 0.05-0.10%),通过形成碳化物强化晶界,显著提升高温持久强度和抗蠕变能力 (这是 “H” 型的重要特征)。
核心特性:
卓越的高温强度与抗蠕变性: 在 600°C 至 800°C 区间表现尤为突出,是高温承压部件的理想选择。
优异的抗氧化与抗渗碳性能: 在高温空气、含硫气氛及渗碳性气氛中具有出色的抵抗能力,不易发生氧化皮剥落或脆化。
良好的耐腐蚀性: 耐水腐蚀、多种盐溶液、苛性碱及中等还原性酸腐蚀。耐氯化物应力腐蚀开裂性能优于 300 系列不锈钢。
良好的加工性与焊接性: 可进行冷热成型和常规焊接 (但需注意高温敏化区间)。
2. 冷轧工艺赋予的特性
冷轧板是指合金锭经过热轧开坯后,在再结晶温度以下进行多道次轧制变形和必要的中间/最终退火处理而制成的薄板或带材。这一工艺为 1.4876 合金板材带来了显著优势:
更高的尺寸精度与表面光洁度: 冷轧能精确控制板材的厚度公差,并提供非常光滑、均匀的表面,减少后续精加工需求,尤其适合精密设备部件。
优异的力学性能: 冷加工硬化显著提高了材料的强度和硬度 (相比热轧态或退火态)。最终退火工艺可精确调控强度和韧性的平衡。
良好的平整度: 冷轧及后续处理确保了板材优异的平直度。
广泛的厚度选择: 冷轧工艺可生产更薄规格的板材 (例如从几毫米到零点几毫米),满足不同应用需求。
3. 核心性能参数概述 (典型值)
物理性能:
密度:约 7.95 g/cm³。
熔点范围:约 1350-1400°C。
室温机械性能 (退火态):
抗拉强度:通常在 550-750 MPa 范围。
屈服强度 (Rp0.2):通常在 230-350 MPa 范围。
延伸率 (A5):通常在 30-45% 范围。
高温强度 (突出优势):
在 700°C 下,100,000 小时的持久强度 (断裂应力) 显著高于普通不锈钢和许多合金钢。
在 600-800°C 范围内具有出色的抗蠕变断裂能力。
4. 关键应用领域 (聚焦高温耐蚀环境)
1.4876 镍基合金冷轧板凭借其独特性能,在以下严苛环境中扮演关键角色:
化工与石油化工:
高温裂解炉管 (乙烯裂解)、转化炉管、辐射管、炉内构件。
高温热交换器、冷凝器、炉辊。
处理含硫、含氢等高温腐蚀性介质的容器与管道。
热处理与冶金工业:
渗碳炉、退火炉、烧结炉的马弗罐、料筐、导轨、炉辊。
热处理夹具、料盘。
直接还原铁工艺中的高温部件。
核电工业:
高温气冷堆 (如 HTR/HTGR) 的换热器、氦气管道等部件。
核废料处理装置中的高温耐蚀部件。
能源与环保:
燃气轮机燃烧室部件、过渡段。
垃圾焚烧炉、生物质能利用中的过热器、换热器部件。
烟气脱硫 (FGD) 系统中的高温部分。
其他:
需要优异抗渗碳性能的工业炉构件。
高温紧固件、弹簧。
5. 工艺性能要点 (针对冷轧板应用)
冷成型: 具有良好的冷加工性能,但冷作硬化速率较高。深冲、旋压等剧烈变形时,可能需要中间退火以恢复塑性。
热成型: 可在 900-1200°C 温度范围内进行热加工 (锻造、热轧等),加工后需快速冷却 (如水淬) 以获得最佳耐蚀性。
焊接:
可采用常规焊接方法 (TIG/GTAW, MIG/GMAW, SMAW, SAW)。
推荐使用匹配的焊材 (如 Incoloy 800H 焊丝/焊条)。
注意控制热输入和层间温度,避免在敏化温度区间 (约 500-800°C) 停留过久,防止晶间腐蚀倾向增加。焊后通常无需热处理。
热处理:
固溶退火: 为获得最佳耐蚀性和塑性,推荐最终热处理温度为 1100-1170°C,保温后快速冷却 (水淬或等效快冷)。这是冷轧板出厂前通常采用的状态。
稳定化处理: 对于要求抗晶间腐蚀的焊接件,可在 900°C 左右进行稳定化处理,促使碳化物在晶内析出而非晶界。
6. 上海市场与供应链
上海作为中国重要的工业中心和进出口枢纽,拥有完善的金属材料供应链。上海供应的 1.4876 (Incoloy 800H) 镍基合金冷轧板:
来源多样: 包括国内外知名特种金属生产商的产品。
规格齐全: 可提供不同厚度、宽度、长度及表面状态 (如 2B, BA, No.1) 的板材。
质量保障: 供应商通常能提供符合 ASTM B409, EN 10095 等国际标准或相关技术协议的质量证明书 (材质报告/ MTC),确保化学成分和力学性能达标。
加工配套服务: 许多供应商可提供切割、开平、表面处理等增值服务。
总结:
上海供应的 1.4876 (Incoloy 800H) 镍基合金冷轧板,是一种通过精密冷轧工艺制造的高性能材料。它完美结合了 卓越的高温强度、抗蠕变性、抗氧化/渗碳性以及良好的加工焊接性。其光滑的表面、精确的尺寸和优异的综合性能,使其成为化工、石化、核电、热处理及能源环保等领域中,应对极端高温腐蚀环境的 关键结构材料。选择上海市场的产品,意味着可以获得规格齐全、质量可靠、服务完善的供应链支持。
1. 镍基高温合金 (应用最广泛)
Inconel系列 (美国SMC/特种金属公司):
Inconel 600: 早期牌号,耐腐蚀、耐热,用于热交换器管等。
Inconel 601: 高温强度、抗氧化性优良,用于热处理设备、化工。
Inconel 617: 优良的高温强度和抗氧化性,用于燃气轮机燃烧室、核电。
Inconel 625: 卓越的耐腐蚀性(尤其抗点蚀、缝隙腐蚀)、高强度、易焊接,广泛用于海洋、化工、航空航天。
Inconel 718: 应用最广的高温合金之一,高强度、良好的可焊性和成形性,广泛用于航空发动机涡轮盘、压气机盘、机匣、紧固件等。
Inconel X-750: 时效强化合金,用于弹簧、紧固件、涡轮叶片等。
Inconel 713C: 铸造合金,用于涡轮叶片和导向叶片。
Inconel 738LC: 铸造合金,用于高性能涡轮叶片。
Inconel 939: 铸造合金,用于先进涡轮叶片。
Hastelloy系列 (美国Haynes International):
Hastelloy X: 固溶强化板材合金,优异的高温强度、抗氧化和抗渗碳性,用于燃烧室部件、工业炉。
Hastelloy C-276: 以耐腐蚀性著称(尤其还原性介质),也用于高温腐蚀环境。
Hastelloy C-22: 更优的耐腐蚀性。
Hastelloy S: 用于高硫环境。
Nimonic系列 (英国):
Nimonic 75: 早期固溶强化合金。
Nimonic 80A: 时效强化合金,用于涡轮叶片。
Nimonic 90: 更高强度的叶片合金。
Nimonic 105/115: 更高性能的叶片合金。
Nimonic 263: 板材合金,用于燃烧室。
Nimonic PE16: 沉淀强化板材/管材合金。
Waspaloy: 美国牌号,高强度涡轮盘和叶片材料,类似Nimonic 105。
Udimet系列 (美国SMC/特种金属公司):
Udimet 500/520/700/720: 高强度铸造或锻造合金,用于涡轮叶片、涡轮盘。
Rene系列 (美国GE等):
Rene 41: 高强度板材/锻件,用于后燃烧室、涡轮盘。
Rene 80: 高性能铸造涡轮叶片合金。
Rene N5/N6: 先进的单晶合金。
Rene 220C: 等轴铸造合金。
Mar-M系列 (美国Martin Marietta):
Mar-M 200/247/421: 著名的铸造涡轮叶片合金。
Mar-M 002 (X-40): 钴基铸造合金。
Haynes系列 (美国Haynes International):
Haynes 230: 固溶强化板材合金,极高的抗氧化性(高Cr含量),用于燃烧室、换热器。
Haynes 282: 新型时效强化合金,兼顾高温强度、热稳定性、可焊性,用于涡轮盘、机匣、燃烧室。
Haynes 214: 以极致抗氧化性著称(高Al含量)。
中国牌号 (GB, HB标准):
变形合金:
GH系列: GH3030, GH3039, GH3044, GH3128, GH3600 (类似Inconel 600), GH3625 (类似Inconel 625), GH4169 (类似Inconel 718), GH4099 (类似Nimonic 80A), GH4133, GH4141, GH4145 (类似Inconel X-750), GH4738 (类似Waspaloy), GH5188 (类似Haynes 188), GH5605 (类似L605)。
铸造合金:
K系列: K403, K405, K417, K417G, K418, K419, K423, K424, K438, K465, K640 (钴基)。
DZ系列 (定向凝固): DZ4, DZ22, DZ125, DZ408。
DD系列 (单晶): DD3, DD4, DD6, DD8, DD9, DD10, DD11, DD32, DD33, DD90, DD91, DD92, DD93, DD99, DD406 (DD6), DD407 (DD9), DD408 (DD10), DD409 (DD32), DD410 (DD33)。
粉末冶金合金: FGH4095, FGH4096, FGH4097, FGH4098, FGH4101, FGH4102 (类似Rene 95, Rene 88DT等)。
2. 铁镍基高温合金 (在较低温度下成本效益高)
Incoloy系列 (美国SMC/特种金属公司):
Incoloy 800/800H/800HT: 耐热、耐腐蚀,用于热交换器、炉管。
Incoloy 825: 以耐腐蚀性为主(尤其硫酸、磷酸)。
Incoloy 901: 高强度合金,用于涡轮盘、紧固件。
Incoloy 925: 高强度、耐腐蚀。
A-286 (美国): 应用广泛的时效强化合金,用于涡轮盘、紧固件、机匣等。
Discaloy (美国): 类似A-286。
Pyromet系列:
Pyromet 860: 高强度。
中国牌号 (GB, HB标准):
变形合金:
GH系列: GH1015, GH1016, GH1035, GH1131, GH1140, GH2132 (类似A-286), GH2135, GH2136, GH2150, GH2302, GH2706, GH2901 (类似Incoloy 901), GH2903, GH2907, GH2909, GH2984, GH3128 (虽为镍基但有时也归入此类讨论), GH3333。
铸造合金:
K系列: K213, K214。
3. 钴基高温合金 (以耐磨、抗热疲劳、耐熔融金属腐蚀著称)
Haynes系列:
Haynes 25 (L605): 固溶强化板材/锻件合金,用于燃烧室、导向叶片、生物植入。
Haynes 188: 固溶强化合金,比L605有更好的高温强度和抗氧化性,用于燃烧室、导向叶片、航天飞机部件。
Stellite系列 (Kennametal Stellite):
Stellite 6B, 21: 耐磨堆焊常用,也有铸造部件。
UMCo-50 (美国): 高铬铸造合金。
FSX-414 (美国): 铸造导向叶片合金。
Mar-M 302/509/918: 铸造合金。
WI-52, X-40 (Mar-M 509): 铸造合金。
中国牌号:
变形合金:
GH系列: GH5188 (类似Haynes 188), GH5605 (类似L605)。
铸造合金:
K系列: K640 (DZ40M), K644。
DZ系列 (定向凝固): DZ40M。
等轴晶: ECY768。
重要提示
牌号繁多: 上海商虎有色金属有限公司以上只是列举了部分常见且有代表性的牌号,实际存在的牌号数量巨大,尤其是在航空航天领域不断有新型号开发出来。
标准差异: 不同国家和组织有自己的牌号体系(如美国的UNS编号、AMS标准,中国的GB、HB标准,俄罗斯的EI、EP、ЖС等)。同一材料在不同体系下可能有不同代号。
成分与性能: 牌号代表了特定的化学成分范围和处理工艺,对应着特定的力学性能、物理性能和耐环境性能(高温强度、蠕变强度、抗氧化性、耐腐蚀性、热疲劳性能等)。
应用导向: 选择哪种牌号取决于具体的应用温度、应力状态、环境介质(氧化、腐蚀)、寿命要求以及成本考量。例如:
涡轮叶片(高温、高应力):常选用铸造镍基单晶或定向凝固合金(Rene N5, CMSX-4, DD6等)。
涡轮盘(高应力、中高温):常选用变形镍基或铁镍基时效强化合金(Inconel 718, Waspaloy, GH4169, GH4133, A286)。
燃烧室(高温、氧化、热疲劳):常选用固溶强化镍基板材合金(Hastelloy X, Haynes 230, Inconel 617, GH3030, GH3128)。
导向叶片(高温、热冲击):常选用钴基铸造合金(X-40, FSX-414, ECY768)或镍基铸造合金。
商标名 vs. 材料牌号: 很多知名牌号(如Inconel, Hastelloy, Nimonic, Waspaloy, Haynes)是制造商或合金系列的商标名称,它们本身包含了很多具体牌号。在技术交流中,通常会指明具体的牌号(如Inconel 718, Hastelloy X)。
如果你需要了解特定应用场景下的推荐牌号,或者想了解某个牌号的具体成分和性能,建议查阅更专业的手册、数据库(如ASM手册)或相关材料标准。
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