GH5941固溶强化型钴基变形合金百科解析

GH5941固溶强化型钴基变形合金百科解析

一、材料核心定位

GH5941是一种通过固溶强化机制提升性能的钴基高温变形合金，专为极端高温和强腐蚀环境设计。其成分以钴（Co）为基体，添加铬（Cr）、镍（Ni）、钼（Mo）、钨（W）等元素，实现高温下的高强度、抗氧化与耐蚀平衡，适用于航空航天、能源等高端领域。

二、关键性能优势

耐高温能力

长期使用温度：≤1100℃（短时可承受1200℃）；

高温强度显著优于镍基合金，在800℃以上工况保持优异抗蠕变性能。

耐腐蚀与抗氧化

高铬含量（约20-25%）形成致密Cr₂O₃氧化膜，抵抗硫化物、盐雾及燃气腐蚀；

对热疲劳和热震有良好适应性。

工艺适应性

变形合金特性：支持热/冷轧、锻造、冲压等塑性加工，可制成板、棒、丝、管材；

焊接性能优良（推荐氩弧焊、电子束焊）。

三、采购需关注的核心参数

成分合规性（典型值参考）

Co：≥40%； Cr：20-25%； Ni：10-15%； Mo+W：7-12%；

严格控制杂质（S、P≤0.015%）。

力学性能门槛（室温）

抗拉强度：≥900 MPa；

屈服强度：≥600 MPa；

延伸率：≥20%。

高温性能验证

需提供980℃/100h持久强度数据（典型值＞80 MPa）。

四、典型应用场景

航空发动机：燃烧室火焰筒、导向叶片、喷管调节片；

燃气轮机：涡轮密封环、高温螺栓；

工业炉具：辐射管、高温夹具；

化工设备：耐蚀反应器衬里、热交换管。

五、采购决策注意事项

认证要求：

必须提供材料质保书（MTC），符合GB/T 14992或AMS 5898标准；

航空件需NADCAP热处理认证。

供应形态与规格：

优先选择大型钢厂/特种合金厂商（如抚顺特钢、Haynes国际）；

明确交货状态：固溶态（Softened）或冷作硬化态（Cold Worked）。

成本控制要点：

钴价波动大，需锁定长期协议价；

优化余料管理（废料回收价值高）。

质量风险防控：

批次一致性检测：重点验证高温持久性能；

表面缺陷排查：热轧板材易出现氧化皮夹杂。

六、材料局限性

成本高昂：钴资源稀缺，价格约为镍基合金的1.5-2倍；

加工硬化倾向：冷加工需控制变形量，避免开裂；

密度较高（约9.1 g/cm³），轻量化场景慎用。

总结

GH5941是高端高温工况的“战略材料”，采购需紧扣成分合规性、高温性能报告、供应商资质三大核心，平衡成本与寿命周期价值。在航空发动机热端部件、超超临界电站等不可替代场景中，其性能优势可显著提升设备可靠性。

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。