2.4816耐热钢百科解析

2.4816耐热钢百科解析

2.4816是一种高性能的镍-铁-铬系奥氏体耐热合金。虽然在广义上常被归入“耐热钢”范畴，但从其高镍含量来看，它更准确地应被称为“耐热合金”或“高温合金”。它因其在高温环境下卓越的抗氧化、抗渗碳能力和优良的力学性能而闻名于世。

一、 核心身份：材料牌号与标准

DIN标准牌号： NiCr21Fe (或称 NiFe30Cr21)

这个名称直接揭示了其核心化学成分：镍（Ni）约30%，铬（Cr）约21%，余量为铁（Fe）。

美国UNS编号： N08810

常见商业牌号： Incoloy 800H

“H”版本表示其碳（C）含量控制在高位（0.05-0.10%），并通过固溶处理获得了优化的晶粒尺寸，从而具有更优异的高温持久强度和抗蠕变性能。

因此，当提到2.4816时，通常指的是符合德标DIN 17744的NiCr21Fe材料，其高性能版本对应着国际广泛认可的Incoloy 800H。

二、 化学成分与核心特性

其卓越的性能源于精妙的化学成分设计：

高铬（Cr）含量 (~21%)： 铬是形成致密、稳定氧化铬（Cr₂O₃）保护膜的关键元素。这层膜能有效隔绝氧气、硫化物等腐蚀性介质，提供极佳的高温抗氧化和抗渗碳能力，最高持续使用温度可达约1150°C。

高镍（Ni）含量 (~30%)： 镍稳定了合金的奥氏体微观结构，使其在高温下保持组织稳定，不易脆化。同时，镍也提供了良好的抗还原性介质腐蚀的能力，并对抗氯离子应力腐蚀开裂有较好抵抗力。

铁（Fe）作为基体： 铁是合金的主要构成元素，保证了材料的整体结构性和经济性。

** controlled Carbon (C) (800H中为0.05-0.10%)： 较高的碳含量并通过固溶处理，使碳化物均匀析出，显著强化了晶界，是提升高温蠕变强度和长期热强性**的关键。

铝（Al）和钛（Ti）： 这些是强碳化物形成元素，有助于进一步稳定组织，增强高温强度。

三、 卓越的力学与物理性能

高温强度： 其最突出的特点是在500°C以上的高温环境中，仍能保持很高的强度和优异的抗蠕变性能。蠕变是指材料在高温和恒定应力下随时间缓慢变形的现象，而800H/2.4816对此有很强的抵抗力。

良好的常温性能： 具有较高的抗拉强度和屈服强度，以及良好的延展性和韧性，便于制造和加工。

物理性能： 作为奥氏体合金，它无磁性；具有较低的热导率和较高的热膨胀系数，这在设计高温设备的热应力时是需要考虑的重要因素。

四、 主要应用领域

2.4816 (Incoloy 800H) 被广泛应用于需要长时间承受高温和腐蚀环境的苛刻工况，例如：

化工与石油化工： 乙烯裂解炉管、热交换器、转化炉管、炉内构件等。它能抵抗裂解过程中产生的渗碳气氛和氧化。

能源电力行业： 燃气轮机的燃烧室部件、过热器管、再热器管、核电蒸发器管等。

工业加热与热处理： 用作马弗炉、辐射管、高温夹具、料篮等，因其抗高温变形和氧化的能力极强。

环保与新能源： 用于废物焚烧装置、热解炉等处理高温腐蚀性废气的设备。

五、 加工与焊接

机加工： 其奥氏体结构加工硬化倾向较强，建议采用低转速、大进刀量的加工策略，并使用刚性好的设备和锋利的硬质合金刀具。

成型： 可以进行冷、热加工，但需要较大的力。热成型温度范围通常在900-1200°C。

焊接： 具有良好的可焊性，可采用钨极惰性气体保护焊（GTAW/TIG）、金属极惰性气体保护焊（GMAW/MIG）等常规方法。推荐使用与之匹配的焊材，如INCO-Weld 82/182或INCONEL Filler Metal 82/182。

总结

2.4816 (NiCr21Fe / Incoloy 800H) 是一种久经考验的经典奥氏体耐热合金。它并非通过复杂的沉淀强化，而是通过固溶强化和优化的碳控制来获得其标志性的高温性能。其在高温下的强度、抗氧化性、抗渗碳性以及组织稳定性的完美平衡，使其成为高温工业领域，特别是热处理和化工裂解装置中不可或缺的关键材料。在选择时，若工况侧重于高温强度和抗蠕变，应优先指定碳含量更高的800H版本。

镍基合金是一个非常重要的高性能合金家族，主要应用于高温、高压、高腐蚀等极端环境。其牌号非常多，通常可以按照主要功能分为两大类：镍基高温合金 和 镍基耐蚀合金。

以下是上海商虎有色金属有限公司一些最常见和重要的镍基合金牌号，并按其分类和标准进行介绍。

一、镍基高温合金

这类合金主要用于制造航空发动机、燃气轮机等高温部件，要求在高温度下仍能保持高强度、抗蠕变、抗疲劳和抗氧化能力。

1. 以“固溶强化”为主的合金

这类合金主要通过加入钨、钼等元素进行固溶强化，具有良好的成型性和焊接性。

Haynes 230： 优异的抗氧化性和高温强度。

Inconel 617： 良好的综合性能，用于燃气轮机和热处理设备。

Nimonic 75 / 80A： 早期的经典牌号，后者性能更优。

2. 以“沉淀强化”为主的合金

这类合金通过加入铝、钛等元素形成γ‘相（Ni₃(Al, Ti)）进行强化，高温强度极高，是航空发动机热端部件的核心材料。

Inconel 718： 使用最广泛、最重要的镍基高温合金。具有良好的强度、焊接性和成型性，应用范围从发动机盘、机匣到航天紧固件。

Inconel 625： 虽然常被归为耐蚀合金，但其高温强度也很好，靠钶和钼固溶强化。

Inconel 738 / 739： 用于燃气轮机和航空发动机涡轮叶片，铸造合金。

René 系列： (如 René 41, René 80, René N5） 一系列高性能铸造合金，用于最关键的叶片部件。

CMSX 系列： (如 CMSX-4) 单晶高温合金的代表，是当前最先进的航空发动机高压涡轮叶片材料。

Mar-M 系列： (如 Mar-M247) 经典的铸造高温合金，用于涡轮叶片和导向器。

Waspaloy： 用于高强度要求的涡轮盘和叶片。

Udimet 500 / 700： 高性能沉淀强化合金。

中国牌号（GB/T）对应：

GH系列： “GH”代表“高温合金”

GH3030, GH3039 (对应苏联ЭИ开头的牌号，固溶强化型)

GH4169 (对应Inconel 718，是最重要的国产高温合金之一)

GH4099 (类似Nimonic 80A)

GH4738 (类似Waspaloy)

GH5188 (类似Haynes 188，其实是钴基合金，但常一同讨论)

二、镍基耐蚀合金

这类合金主要通过加入铬、钼、铜等元素来获得极佳的抵抗各种酸、碱、盐等介质腐蚀的能力。

1. 哈氏合金

由哈氏公司（现属肯纳金属）开发，以卓越的耐腐蚀性闻名。

Hastelloy C-276： 王牌耐蚀合金，具有极佳的耐点蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀开裂能力，能抵抗多种化学介质。

Hastelloy C-22： 比C-276具有更优异的耐点蚀和缝隙腐蚀能力。

Hastelloy C-2000： 耐腐蚀性能更全面的升级版。

Hastelloy B-2 / B-3： 专门用于抵抗还原性介质（如盐酸、硫酸），B-3改善了B-2的热稳定性。

Hastelloy X： 兼具良好的耐腐蚀和优异的高温强度，常被归为高温合金。

2. 因科洛伊合金 & 因康镍合金

由Special Metals公司开发，Incoloy通常指铁含量较高的Fe-Ni-Cr合金，Inconel是Ni-Cr基合金。

Inconel 600： 耐高温氧化和氯离子应力腐蚀开裂。

Inconel 625： “万金油”合金，既耐高温又耐腐蚀，应用极其广泛（海洋、化工、航空航天）。

Inconel 690： 优异的抗应力腐蚀开裂性能，是核电站蒸汽发生器传热管的关键材料。

Incoloy 800 / 800H / 800HT： 铁镍基合金，耐高温氧化和渗碳。

Incoloy 825： 经典的耐硫酸、磷酸腐蚀的合金。

Incoloy 925： 耐腐蚀且高强度的可时效硬化合金。

3. 蒙乃尔合金

最早开发的镍基合金之一，以高镍铜成分为特点，特别耐海水和还原性介质。

Monel 400： (Ni-Cu) 耐海水、氢氟酸、碱液。

Monel K-500： (Ni-Cu-Al) 是Monel 400的沉淀硬化版本，具有更高的强度。

中国牌号（GB/T）对应：

NS系列： “NS”常代表“耐蚀”

NS3306 (对应Hastelloy B-2)

NS334 (对应Hastelloy C-276)

NS336 (对应Inconel 625)

NS3102 / NS3105 (对应Inconel 600/601)

NS111 / NS112 (对应Incoloy 800/800H)

总结表格（部分常见牌号）

| 国际常用牌号 | 类似中国牌号 (GB) | 主要特点与用途 |

| ：-------------------- | :--------------------- | :------------------------------------------- |

| Inconel 718 | GH4169 | 应用最广的高温合金，用于航空发动机盘、机匣等 |

| Inconel 625 | NS336 | 综合性能好，耐高温且耐腐蚀，应用极广 |

| Hastelloy C-276 | NS334 | 耐蚀王牌，用于苛刻的化工环境 |

| Hastelloy B-2 | NS3306 | 耐还原性酸（盐酸、硫酸） |

| Inconel 690 | - | 核电站蒸汽发生器传热管专用材料 |

| Monel 400 | NCu30 | 耐海水、氢氟酸，船舶和化工应用 |

| Incoloy 800H | NS112 | 耐高温氧化和渗碳，石化裂解炉管 |

| Haynes 230 | GH3230 | 优异的抗氧化性和长期热稳定性 |

请注意：

以上列出的只是庞大镍基合金家族中的一小部分代表，实际牌号多达上百种。

不同国家、标准（如ASTM, ASME, GB, DIN, JIS）下的牌号命名规则不同，但国际通用名（如Inconel, Hastelloy）被广泛接受。

选择材料时，必须根据具体的工作环境（温度、压力、介质）、性能要求（强度、韧性、耐腐蚀性） 和加工工艺（铸造、锻造、焊接） 来确定最合适的牌号。

如果您有特定的应用场景，可以进一步查询，以便找到最精准的牌号推荐。