ERNiCrMo-10镍合金焊丝百科解析

ERNiCrMo-10镍合金焊丝百科解析

1. 概述

ERNiCrMo-10是一种镍基合金焊丝，符合美国机械工程师学会（ASME）和美国焊接学会（AWS）联合发布的SFA-5.14标准。该焊丝属于镍铬钼合金系列，专为焊接耐高温、耐腐蚀的镍基合金而设计，广泛应用于化工、能源、海洋工程等高端工业领域。

2. 标准与规范

ERNiCrMo-10焊丝遵循ASME SFA-5.14标准中的ERNiCrMo-10分类，其化学成分和机械性能需严格符合标准要求。该标准确保了焊丝在高温、高压及腐蚀环境下的可靠性和一致性。

3. 化学成分

ERNiCrMo-10焊丝的主要化学成分包括：

镍（Ni）：作为基体元素，提供优异的耐腐蚀性和高温稳定性。

铬（Cr）（约14-17%）：增强抗氧化和耐腐蚀能力，尤其在高温环境下。

钼（Mo）（约14-17%）：提高对还原性介质（如硫酸、盐酸）的耐蚀性，并强化抗点蚀和缝隙腐蚀性能。

铁（Fe）：少量存在，用于调整合金的物理性能。

其他元素：如锰（Mn）、硅（Si）、碳（C）等含量严格控制，以优化焊接工艺性和焊缝质量。

4. 性能特点

耐腐蚀性：对氧化性和还原性酸（如硝酸、硫酸）、卤化物介质（如海水、氯化物溶液）具有卓越的抵抗力，适用于苛刻的化学环境。

高温性能：在高温下仍保持良好的机械强度和抗蠕变性，适用于800°C以下的工况。

抗裂性：低杂质含量（如硫、磷）设计减少了焊接热裂纹倾向，尤其适用于异种金属焊接。

工艺适应性：可采用钨极惰性气体保护焊（GTAW/TIG）、熔化极惰性气体保护焊（GMAW/MIG）等工艺，电弧稳定，熔敷效率高。

5. 应用领域

化工设备：用于反应器、换热器、管道系统等耐腐蚀部件的焊接与修复。

海洋工程：适用于海水淡化装置、船舶推进系统及 offshore 平台的耐盐水腐蚀结构。

能源行业：用于燃气轮机部件、核电站高温管道及烟气脱硫系统。

航空航天：焊接发动机组件和耐高温 exhaust 系统。

6. 焊接工艺要点

保护气体：推荐使用高纯度氩气（99.99%以上）作为保护气体，避免氧化。

预热与层间温度：通常无需预热，但需控制层间温度低于100°C以防止过热。

清理工作：焊前必须彻底清除母材表面的油污、氧化物和水分，避免气孔和夹渣。

焊后处理：一般不需要热处理，但对于特殊工况可进行固溶处理以优化耐蚀性。

7. 注意事项

兼容性：需确保母材与焊丝化学成分匹配，避免电偶腐蚀或性能不均衡。

焊接技巧：采用小电流、短弧焊操作以减少热输入，防止合金元素烧损。

安全防护：焊接时产生镍合金烟尘，需配备通风设备和呼吸防护装置。

8. 总结

ERNiCrMo-10焊丝凭借其出色的耐腐蚀性、高温强度及焊接工艺性，成为高端工业领域的关键材料。通过严格遵循ASME SFA-5.14标准，它确保了焊接接头在极端环境下的安全性与耐久性，为现代工业设备的制造与维护提供了可靠保障。

高温合金（Superalloy）是一类在高温（通常指600°C以上）下仍能保持高强度、优良抗氧化和抗腐蚀能力的金属材料。它们主要应用于航空航天、能源动力、石油化工等领域。

高温合金的牌号非常多，通常可以按照基体元素、强化方式和制备工艺来分类。以下是上海商虎集团主要的高温合金牌号及其分类的详细介绍。

一、按基体元素分类

这是最主流的分类方式，分为铁基、镍基和钴基三大类。

1. 铁基高温合金（Iron-based Superalloys）

通常是在奥氏体不锈钢的基础上发展而来，加入了镍、铬等元素以稳定奥氏体组织。其高温性能介于镍基合金和普通不锈钢之间，成本相对较低。

中国牌号 (GB):

GH1015, GH1016, GH1035, GH1131, GH1140 等：这类是固溶强化型铁基合金，主要用于制造航空发动机的燃烧室、机匣等高温承力部件。

GH2018, GH2036, GH2038, GH2130, GH2132, GH2135, GH2136 等：这类是时效强化型（沉淀强化）铁基合金，用于制造涡轮盘、叶片、紧固件等。

国际牌号:

A-286 (相当于中国GH2132): 最著名的时效强化铁基合金之一，用于涡轮盘、紧固件。

Incoloy 800H/800HT/901 等：通常归类为耐热合金，在化工、能源领域应用广泛。

2. 镍基高温合金（Nickel-based Superalloys）

这是最重要、应用最广泛的一类高温合金。其高温强度、抗氧化和抗蠕变能力最好，占据了整个高温合金使用量的约80%。

中国牌号 (GB):

固溶强化型 (主要用于燃烧室等板材部件):

GH3030, GH3039, GH3044, GH3128, GH3536, GH3625, GH3600：具有良好的抗氧化和冷热疲劳性能。

时效强化型 (主要用于涡轮叶片、涡轮盘等核心转动部件):

涡轮叶片用: GH4033, GH4037, GH4049, GH4118, GH4180, GH4220 等。这些合金通常含有较高的Al、Ti形成γ‘强化相，承温能力很高。

涡轮盘用: GH4033, GH4169, GH4698, GH4742 等。这类合金更强调高强度和抗疲劳性能。

等轴晶/定向凝固/单晶合金:

DZ4, DZ22, DZ125：定向凝固柱晶合金，消除了横向晶界，性能优于普通等轴晶。

DD3, DD4, DD6, DD8, DD9, DD10, DD11, DD32, DD33：单晶合金，完全消除了晶界，具有最高的高温蠕变强度和抗热疲劳性能，是现代先进航空发动机涡轮叶片的首选材料。

国际牌号 (常见厂商: 美国Special Metals的Inconel系列, 美国Haynes的Haynes系列, 德国VDM的Nimonic系列等):

Inconel 600, Inconel 601, Inconel 625, Inconel 718 (相当于中国GH4169，用量最大的镍基合金之一), Inconel X-750, Inconel 738, Inconel 939

Haynes 230, Haynes 282

Nimonic 75, Nimonic 80A, Nimonic 105, Nimonic 115

Rene 41, Rene 77, Rene N5 (著名单晶合金)

Mar-M 200, Mar-M 247 (著名定向/单晶合金)

CMSX-2, CMSX-4, CMSX-10 (著名的单晶合金系列)

Waspaloy (涡轮盘和叶片用经典合金)

Alloy 713C, Alloy 720Li

3. 钴基高温合金（Cobalt-based Superalloys）

钴基合金的抗氧化性和抗热疲劳性能通常不如镍基合金，但其熔点和抗热腐蚀性能更高，且在更高温度下能保持较好的强度。常用于制造导向叶片、喷嘴等静止部件。

中国牌号 (GB):

GH5188 (Co-20Cr-15W-10Ni)：典型的固溶强化钴基合金。

GH5605, GH6159

国际牌号:

Haynes 188

Haynes 25 (L-605, ASTM F90)

UMCo-50, X-40, Mar-M 509, FSX-414

二、按强化方式分类

固溶强化型：通过在基体中溶解W、Mo、Cr、Co等元素，使基体晶格发生畸变来强化。这类合金焊接性能和冷成型性好，但绝对强度相对较低。

时效沉淀强化型：通过加入Al、Ti、Nb等元素，在热处理过程中析出γ‘（Ni₃(Al, Ti)）或γ“（Ni₃Nb）等金属间化合物相来极大地提高强度。这是高性能涡轮盘和叶片的主要强化方式。

氧化物弥散强化 (ODS)：通过机械合金化等方法将微小的氧化物颗粒（如Y₂O₃）均匀分散在基体中，从而获得极高的高温强度。例如 MA754, MA6000。

三、按制备工艺分类

变形高温合金：通过铸造、锻造、轧制等传统工艺成型。上述大多数牌号都属于此类。

铸造高温合金：直接通过熔模精密铸造制成零件，特别适合形状复杂的叶片。可分为等轴晶铸造合金、定向凝固柱晶合金和单晶合金。

粉末冶金高温合金：将合金制成粉末，再通过热等静压（HIP）或热挤压等方式成型并致密化。这种方法成分均匀，无宏观偏析，是制造高性能涡轮盘的最佳工艺。例如 René 95, AF115, FGH4095, FGH4096, FGH4097。

主要牌号总结表

分类 典型中国牌号 典型国际牌号 主要特点与应用

铁基 GH2132, GH2036, GH1140 A-286, Incoloy 800H 成本较低，用于较低温度的部件，如涡轮盘、机匣、燃烧室。

镍基 固溶： GH3039, GH3128, GH3625 固溶： Inconel 600, 625 抗氧化、疲劳性好，用于燃烧室、管道、机匣。

时效： GH4169, GH4033, GH4133 时效： Inconel 718, Waspaloy 强度极高，用于涡轮盘、叶片。

定向/单晶： DZ125, DD6 定向/单晶： CMSX-4, René N5 性能巅峰，用于最先进的单晶涡轮叶片。

钴基 GH5188, GH5605 Haynes 188, L-605 抗热腐蚀、耐磨损，用于导向叶片、喷嘴环。

请注意：

以上列举的只是众多牌号中一小部分具有代表性的例子。

各国牌号体系不同，但很多牌号之间存在等效或近似对应关系（如GH4169 ≈ Inconel 718）。

选择何种牌号取决于具体的使用温度、应力环境、介质要求（氧化/腐蚀）和成本考量。

希望这份详细的列表能帮助您更好地了解高温合金的牌号体系。