Udimet 710合金百科解析:成分、性能与标准全览
Udimet 710是一种经典的沉淀硬化型镍基高温合金,以其卓越的高温强度、优异的抗蠕变和抗疲劳性能而闻名。它被广泛应用于制造航空发动机和工业燃气轮机的关键热端部件,如涡轮盘、涡轮叶片和紧固件等。以下是对其核心指标的系统性解析。
一、 合金成分设计解析
Udimet 710的化学成分是其卓越性能的基石。作为一种复杂的镍基合金,其成分设计遵循了高温合金的经典强化原理。
首先,镍(Ni) 作为基体元素,提供了稳定的面心立方奥氏体结构,确保了合金在高温下出色的组织稳定性和耐氧化性。
核心的强化机制来自于添加的铝(Al) 和钛(Ti)。这两种元素与镍反应,在特定的热处理过程中形成共格的γ‘相(Ni3(Al, Ti))。γ‘相是Udimet 710高强度,尤其是高温强度的主要来源。其含量通常控制在一个较高的水平,以实现最佳的强化效果。
为了进一步提升高温强度和抗蠕变能力,合金中还加入了大量的钴(Co) 和钼(Mo)。钴能提高γ‘相的固溶温度,从而提升合金的承温能力;而钼则通过固溶强化作用,增强基体并减缓高温下的扩散过程。
此外,铬(Cr) 的加入主要为了赋予合金优异的抗高温氧化和热腐蚀能力,形成保护性的Cr2O3氧化膜。微量的碳(C) 与活性元素如锆(Zr) 和硼(B) 则主要偏聚于晶界,通过形成碳化物和强化晶界,显著改善合金的持久寿命和抗蠕变性能。
总而言之,Udimet 710的成分是一个精妙的平衡体系,通过γ‘相沉淀强化、固溶强化和晶界强化的复合作用,实现了其在严苛环境下的综合性能。
二、 关键力学性能指标
抗拉强度与屈服强度
Udimet 710的力学性能高度依赖于其热处理制度(通常为固溶处理+时效处理)。在常温(约20°C)下,其抗拉强度通常可以达到非常高的水平。经过标准热处理后,其室温抗拉强度普遍在1300 MPa以上,而屈服强度(通常以Rp0.2表示)则可达1000 MPa量级。这一数据表明该合金具有极高的抵抗塑性变形和断裂的能力。
更令人印象深刻的是其高温性能。在高达750°C至800°C的温度范围内,Udimet 710仍能保持很高的强度保留率。例如,在750°C下,其抗拉强度依然能维持在1000 MPa以上,屈服强度也保持在800 MPa左右的水平。这种优异的高温强度稳定性是其能够胜任涡轮盘等高速旋转高温部件的关键。
硬度
与高强度相对应,Udimet 710的硬度值也处于高位。经过完全热处理的材料,其室温硬度通常采用洛氏硬度C标尺(HRC)进行测量,典型值一般在35 HRC至45 HRC的范围内。高硬度也反映了材料具有良好的耐磨性和抵抗局部压痕的能力。
三、 物理性能:密度
作为一种含有大量高密度合金元素(如钴、钼、钨等)的镍基超级合金,Udimet 710的密度相对较高。其典型密度值约为8.05 g/cm³。这一特性在航空航天领域的设计中是一个需要权衡的因素,虽然高密度意味着重量上的代价,但为了换取无可替代的高温性能,这一代价在关键部件上是被接受的。
四、 执行标准与规范
Udimet 710作为一种成熟的工程材料,其生产、检验和交付遵循着严格的国际和行业标准,以确保性能的一致性和可靠性。常见的执行标准包括:
航空航天材料规范 (AMS): 美国宇航材料标准是应用最广泛的标准之一,例如AMS 5708详细规定了用于涡轮盘和锻件的Udimet 710合金棒材和锻件的技术要求。
企业标准: 各大发动机制造商(如GE、Rolls-Royce等)通常会制定更为严格的内控标准,对材料的化学成分波动范围、显微组织、无损检测和力学性能提出特定要求。
国家标准: 如中国的国标(GB/T)或美国的ASTM标准也可能有相应的牌号与之对应或相近,但在航空航天领域,AMS和厂商标准通常具有最高权威性。
总结
Udimet 710合金通过其精巧的化学成分设计,实现了γ‘相沉淀强化、固溶强化与晶界强化的完美结合,从而具备了在750°C以上高温环境仍能保持超高强度、优异抗蠕变和疲劳性能的综合能力。其典型室温抗拉强度超过1300 MPa,屈服强度超过1000 MPa,硬度在HRC 40左右,密度约为8.05 g/cm³。这些卓越的性能指标使其在航空发动机和能源动力领域占据了不可替代的地位,并受到一系列严格的行业标准(如AMS)的规范和控制。
详细分析
1. 基本信息(源自公开工商信息)
成立时间:2011年11月16日(截至2024年,已运营超过12年,不属于新公司,有一定的行业积淀)。
经营范围:主要涵盖有色金属、金属材料、矿产品、化工产品等的销售,以及从事货物及技术的进出口业务。
2. 优势与积极方面
经验与存续时间:成立超过10年,表明公司在市场竞争中生存了下来,拥有一定的客户资源、供应链关系和行业经验。
地理位置:位于上海这一全国金融、贸易和物流中心,信息灵通,交通便利,便于开展国内及进出口业务。
资质齐全:拥有“货物进出口”资质,意味着可以开展国际贸易业务,这对于有色金属这类大宗商品贸易非常重要。
他们主营的镍基合金通常包括以下几大类和具体牌号:
一、 高温合金系列
这类合金在高温下具有优异的强度、抗蠕变和抗氧化能力。
Inconel 系列:
Inconel 600: 耐高温、耐腐蚀,常用于热处理设备、化学处理行业。
Inconel 601: 极高的抗氧化性,常用于热处理炉构件、工业炉。
Inconel 625: 明星产品,具有优异的疲劳强度和抗氯离子应力腐蚀开裂能力,广泛应用于海洋、航空航天和化工领域。
Inconel 718: 最广泛使用的高温合金之一,在高温下具有极高的强度,是航空发动机和燃气轮机关键部件的首选材料。
Inconel X-750: 通过时效硬化获得高强度,用于燃气轮机零件、火箭发动机部件。
Hastelloy 系列:
Hastelloy C-276: 王牌耐腐蚀合金,对多种苛刻的化学介质有极佳的耐腐蚀性,是化工行业的标杆材料。
Hastelloy C-22: 比C-276更优异的抗点蚀和缝隙腐蚀能力,用于更苛刻的环境。
Hastelloy B-2/B-3: 专门抵抗还原性介质(如盐酸、硫酸)的腐蚀。
二、 耐腐蚀合金系列
这类合金在常温或中温下对各类酸、碱、盐等腐蚀介质有极强的抵抗力。
Monel 系列:
Monel 400: 对氢氟酸、海水、碱液等有极佳的耐蚀性,常用于海洋和化工环境。
Monel K-500: 在Monel 400的基础上增加了强度,具有磁性,用于泵轴、油阀等。
其他镍铜、镍铬合金:
Alloy 20: 优异的抗硫酸腐蚀能力,常用于硫酸环境下的化工设备。
Nickel 200/201: 纯镍,具有优异的耐腐蚀性和导电性,常用于处理苛性碱的环境。
三、 精密合金系列
这类合金具有特殊的物理性能,如低膨胀、恒弹性等。
Invar 36: 因瓦合金,具有极低的热膨胀系数,用于精密仪器、航空航天领域需要尺寸稳定的零件。
Ni-Span-C 902: 恒弹性合金,其弹性模量在一定温度范围内基本恒定,用于高级传感器和精密弹簧。
产品形态
上海商虎通常提供上述合金的多种形态的原材料,包括:
板材、带材
棒材、线材
管材、管件(无缝管、焊管、弯头、三通等)
法兰、锻件
焊材(焊条、焊丝)
重要提示:
具体库存和牌号可能变动: 以上列出的是镍基合金的常见牌号,但公司的具体库存和主营产品可能会根据市场需求和采购情况发生变化。
最佳确认方式: 要获取最准确、最及时的产品信息,强烈建议您直接联系上海商虎有色金属有限公司的销售或客服人员。他们可以提供最新的产品目录、技术参数、价格和现货情况。
官网查询: 您可以访问他们的官方网站(如果有的話)来查看详细的产品介绍。
希望以上信息能对您有所帮助!如果您有特定的应用场景或介质环境,也可以提出,这样可以更有针对性地推荐合适的合金牌号。
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