一、Cr15Ni60高温合金概述
Cr15Ni60(对应国际牌号Inconel 600,国标牌号GH3600/GH600)是一种经典的镍铬基固溶强化型高温合金。其核心成分为镍(≥72%)、铬(14-17%)、铁(6-10%),通过高铬含量实现抗氧化性,高镍基体保障高温稳定性与耐蚀性,广泛用于高温高压腐蚀环境。
二、热轧棒材生产标准
热轧棒材需符合以下国内外主流标准:
国标(GB)
GB/T 15062《耐蚀合金棒材》:规定化学成分、尺寸公差及力学性能。
GB/T 14992《高温合金和金属间化合物材料》:涵盖高温性能要求。
航标(HB)
HB 6702:航空用高温合金热轧棒材技术条件,侧重航空领域严苛工况。
美标(ASTM)
ASTM B166:镍铬铁合金(UNS N06600)棒材、锻件标准,国际通用。
关键工艺控制点:
熔炼:真空感应+电渣重熔(VAR)双联工艺,减少杂质偏析。
热轧:加热温度1100-1200℃,终轧温度≥900℃,避免晶界析出脆性相。
固溶处理:1050-1150℃水冷,确保单相奥氏体组织均匀化。
三、核心性能解析
(1)物理与力学性能
密度:8.47 g/cm³
常温力学性能(热轧态+固溶):
抗拉强度(Rm):≥550 MPa
屈服强度(Rp0.2):≥240 MPa
延伸率(A):≥30%
高温强度:
600℃下抗拉强度保持≥450 MPa
700℃长期使用仍保有良好蠕变抗力
(2)耐腐蚀与抗氧化性
耐氧化极限:
连续使用温度:≤1100℃(干燥空气)
间歇使用温度:≤1250℃
耐蚀性亮点:
抗氯离子应力腐蚀开裂(优于304不锈钢)
耐碱液、有机酸、高温氟气腐蚀
抗渗碳/氮化能力优异,适用于渗碳炉构件
(3)加工与焊接性能
热加工性良好:热轧成型需避免硫污染(防止热脆)。
焊接适用广:TIG、MIG、焊条电弧焊均可,焊后无需热处理(但需控制热输入)。
四、典型应用领域
高温炉业:辐射管、炉辊、马弗罐(1100℃以下长期服役)。
化工装备:酸洗设备加热器、核级热交换器管道。
航空航天:发动机燃烧室衬套、涡轮密封环。
能源电力:核电控制棒驱动机构、燃气轮机火焰筒。
五、采购质量控制要点
采购员需重点验证:
材质报告:第三方检测的化学成分(尤其C、S、P杂质控制)。
性能证书:室温/高温力学性能测试报告(按ASTM E8/E21)。
晶粒度评级:ASTM 112标准5-8级(避免混晶影响疲劳寿命)。
无损检测:超声波探伤(GB/T 4162 A级)确保无内部缺陷。
总结
Cr15Ni60热轧棒以优异的高温强度、抗氧化性及工艺成熟度成为高温耐蚀结构件的首选材料。采购中需紧扣成分合规性、热加工工艺规范性及高温性能数据,优先选择符合ASTM B166或GB/T 15062的优质供应商,确保材料在极端工况下的可靠性。
镍铁合金是一类重要的工程材料,以其独特的物理性能(如低热膨胀系数、恒弹性、高磁导率、高饱和磁感应强度)著称。它们通常指镍含量在约30%到90%之间的铁镍基合金。以下是上海商虎有色金属有限公司一些主要类型及其代表性牌号:
核心分类及牌号:
低膨胀合金 (Low Expansion Alloys):
特性: 在特定温度范围内(通常是室温附近)具有极低的热膨胀系数。
主要牌号:
Invar 36 / FeNi36 (UNS K93600): 含镍36%,最经典的低膨胀合金,用于精密仪器、激光腔体、航天结构、液化天然气储罐等。
Super Invar / FeNi32Co5 (UNS K93500): 含镍32%,钴5%,在更宽的温度范围内(约-60°C到+60°C)具有比Invar 36更低的膨胀系数,但价格更高。
Invar 42 / FeNi42 (UNS K94100): 含镍42%,膨胀系数略高于Invar 36,但具有更好的延展性和加工性,常用于电子封装(如陶瓷或玻璃金属密封)。
Nilo 42 / Alloy 42: 类似Invar 42的商用牌号。
相关标准牌号:
ASTM F30: Alloy 36 (Fe-36Ni), Alloy 42 (Fe-42Ni)
EN/DIN: 1.3912 (X1NiCrMoCuN25-20-7 / FeNi36Cr), 1.3917 (X1NiCrMoCu31-27-4 / FeNi31Co), 1.3918 (X1NiCrMoCuN25-20-5 / FeNi36), 1.3910 (X2NiCrMoCuNb35-20-5 / FeNi35) (常用低膨胀合金), 1.3911 (X1NiCrMoCu25-20-5 / FeNi35) (常用低膨胀合金), 1.3916 (X8Ni9 / FeNi9) (密封合金, 较低镍), 1.3981 (X12NiCrSi36-16 / FeNi36)
JIS: CTP 3 (Fe-36Ni), CTP 5 (Fe-42Ni)
恒弹性合金 (Elastic Alloys / Elinvar):
特性: 弹性模量在较宽温度范围内基本保持恒定(弹性模量的温度系数非常低)。
主要牌号:
Elinvar (传统名称): 基础成分为FeNiCr,现代已发展出多种改进型。
Ni-Span-C 902 / Alloy 902 (UNS N09902): 含镍42-43%,铬5%左右,钛2.5%左右,通过时效硬化获得高强度和恒弹性,用于精密弹簧、钟表游丝、传感器等。
Ni-Span-C 903 / Alloy 903 (UNS N19903): 类似902,调整成分(含钴)。
Nivarox / Alloy 9111 (近似): 瑞士品牌,用于高端钟表游丝,通常是Fe-Ni-Cr-Ti-Mo系。
相关标准牌号:
ASTM F15: Alloy 902 (NiSpanC-902), Alloy 903 (NiSpanC-903)
EN/DIN: 3.3952 (X12CrNiTi189 / FeNi42CrTi)
高磁导率软磁合金 (High Permeability Soft Magnetic Alloys / Mu-Metal):
特性: 在弱磁场下具有极高的磁导率和极低的矫顽力、磁滞损耗。
主要牌号:
Permalloy 78 / 78 Permalloy (UNS K94790): 含镍78.5%,经典的高磁导率合金,用于变压器铁芯、磁屏蔽、互感器等。
Permalloy 80 / 80 Permalloy (UNS K94840): 含镍80%,磁导率通常略高于78 Permalloy。
Supermalloy: 含镍79%,钼5%,在78/80基础上添加钼,获得更高的初始磁导率。
Mumetal / HyMu 80 (UNS K94840 或类似): 通常指含镍77-80%,并添加铜、铬、钼等元素(如Ni77Cr14Cu5Mo4)的极高磁导率合金,专为磁屏蔽设计。
相关标准牌号:
ASTM A753: Type 1 (近似78Ni), Type 2 (近似80Ni), Type 4 (Mumetal型, Ni77Cr14Cu5Mo4), Type 5 (Supermalloy型, Ni79Mo5)
EN/DIN: 1.3922 (NiFe15Mo / Permalloy 80), 1.3984 (NiMo15 / Supermalloy型), 1.3960 (NiFe15CuMo / Mumetal型)
高饱和磁感应强度软磁合金 (High Saturation Soft Magnetic Alloys):
特性: 具有很高的饱和磁感应强度,磁导率适中,适用于需要高功率密度或小型化的场合。
主要牌号:
Permendur / Vanadium Permendur (UNS K92650): 含铁49%,钴49%,钒2%,具有最高的饱和磁感(约2.4T),用于电机转子、电磁铁极头、高磁场传感器等。
Supermendur: 在Permendur基础上优化热处理工艺,获得更高的磁导率和更低的损耗。
Hiperco 50 / Alloy 50 (UNS K92650): 类似Permendur的商用牌号。
相关标准牌号:
ASTM A801: Alloy 1 (49Co-49Fe-2V / Permendur)
EN/DIN: 2.0580 (X1Co49 / Hiperco 50型)
其他常见镍铁合金牌号:
Nilo K (UNS K94610): 含镍29%,钴18%,是一种低膨胀、高强度的合金,用于需要强度和尺寸稳定性的场合,如模具。
Alloy 52 (FeNi52): 一种用于与陶瓷(特别是氧化铝)进行匹配封接的合金,膨胀系数介于Invar 36和Invar 42之间。
选择要点:
性能需求: 明确你最需要的核心性能(低膨胀、恒弹性、高磁导率、高饱和磁感、强度、耐蚀性等)。
工作环境: 温度范围、磁场强度、腐蚀介质等。
加工要求: 冷热加工性能、焊接性能、热处理要求。
成本考虑: 含钴、高镍的合金通常更昂贵。
总结:
镍铁合金牌号众多,以上列出的是最经典和广泛应用的代表性牌号。在实际应用中,同一类合金在不同国家或标准体系下可能有不同的命名(如ASTM, UNS, EN/DIN, JIS)。选择时务必根据具体应用需求,查阅详细的技术数据表,并参考相关标准。如果需要非常具体的牌号对应关系或针对特定应用的推荐,建议咨询合金供应商或查阅专业手册。
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