NiCr20TiAl合金百科解析：成分、性能与标准全览

NiCr20TiAl合金百科解析：成分、性能与标准全览

NiCr20TiAl，更广为人知的名称是GH80A或Nimonic 80A，是一种经典的镍基沉淀硬化型高温合金。自上世纪中叶问世以来，它因其卓越的高温强度、优异的抗氧化性能以及良好的组织稳定性，在航空发动机、燃气轮机等高温关键部件领域得到了长期而广泛的应用。下面，我们将从合金成分、力学性能、物理性能及执行标准等方面对其进行全面解析。

一、 核心化学成分解析

NiCr20TiAl的化学成分设计是其卓越性能的基石。其名称中的“NiCr20TiAl”直观地揭示了主要合金元素：“Ni”代表镍，是合金的基体元素，确保了面心立方结构的高温稳定性和耐腐蚀基础；“Cr20”表示铬含量约为20%，其主要作用是形成致密的氧化铬保护膜，赋予合金优异的高温抗氧化和抗热腐蚀能力；“Ti”和“Al”是关键的沉淀强化元素，它们与镍形成共格有序的γ‘相，即Ni3(Al, Ti)，这是合金在高温下保持高强度的最主要来源。

此外，为了优化性能，合金中还含有精确控制的微量元素。碳含量被控制在较低水平，并与钛等元素形成碳化物，起到晶界强化作用，细化晶粒。铝和钛的总含量需要精确平衡，以确保形成足量且热稳定性良好的γ’相。严格的杂质元素控制，如硅、锰、硫、磷等，是保证合金纯净度、避免有害相生成、从而保障其长期使用可靠性的关键。

二、 关键力学性能指标

NiCr20TiAl的性能与其热处理状态密切相关，通常采用标准的热处理制度：1080℃±10℃固溶处理，随后在700℃以上进行时效处理。

抗拉强度与屈服强度：在室温下，经过标准热处理的NiCr20TiAl合金表现出优异的强度水平，其抗拉强度通常不低于900 MPa，而屈服强度则能达到约600 MPa的水平。更为重要的是其高温强度，在750℃至800℃的高温环境下，它依然能保持很高的强度保留率，这是其能够胜任涡轮叶片、涡轮盘等高温转动部件的根本原因。

硬度：合金的硬度与其强度有良好的对应关系。在经过固溶和时效处理后，其室温硬度一般可达到HRC 30以上（或HB 300以上）。较高的硬度也意味着合金具有良好的耐磨性和抗疲劳性能。

关于塑性：在追求高强度和高硬度的同时，合金也需具备一定的塑性以保证加工和安全使用。其室温断后伸长率通常能保持在15%以上，这表明材料在断裂前有足够的变形能力，并非完全脆性。

三、 物理性能：密度

NiCr20TiAl作为一种以镍为基体的合金，其密度相对较高，大约为8.19 g/cm³。这一特性在设计重量敏感的航空航天部件时是需要考虑的因素。较高的密度源于镍本身较高的原子量以及添加了如铬、钛等合金化元素。

四、 主要执行标准指标

作为一种成熟的工程材料，NiCr20TiAl (GH80A) 在全球范围内有多个标准体系对其进行了规范，确保了不同批次材料性能的一致性和可靠性。

中国标准：最核心的标准是GB/T 14992《高温合金和金属间化合物高温材料的分类和牌号》，其中将其命名为GH4080A。具体的棒材、板材等技术要求则体现在如GB/T 14997（精铸件）、YB/T 5245（锻制棒材）等产品标准中。

国际/欧洲标准：在欧洲广泛采用的标准是DIN 17742 和 Werkstoff Nr. 2.4631，这些标准详细规定了其化学成分和力学性能。

美国标准：虽然更常见的Nimonic系列合金源自英国，但其相关标准在美国航空航天领域也被认可和引用。其类似牌号有时会参考AMS 5668等航空航天材料规范。

这些标准共同规定了合金从化学成分、冶炼工艺、热处理制度到最终的力学性能、无损检测等全方位的技术指标，是材料生产、验收和使用的权威依据。

总结

综上所述，NiCr20TiAl (GH80A) 是一款经过时间考验的经典高温合金。其以镍-铬为基，通过铝、钛进行沉淀强化，实现了高强度、高硬度与良好抗氧化性的完美结合。尽管密度较高，但其在750-800℃温度区间内表现出的卓越力学性能和可靠性，使其在航空航天动力装置领域确立了不可动摇的地位。理解其成分、性能与标准之间的内在联系，对于正确选材和保障高温部件的安全运行至关重要。

详细分析

1. 基本信息（源自公开工商信息）

成立时间：2003年07月08日（截至2024年，已运营超过21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。