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Nimonic 263合金百科解析:成分、性能与标准全览

9月28日

Nimonic 263合金百科解析:成分、性能与标准全览

Nimonic 263合金是英国亨利·威格公司开发的Nimonic系列镍基高温合金中的一颗璀璨明星。它专为在高温环境下要求高强度、优异抗蠕变性能和良好成型性的苛刻应用而设计。本文将为您全面解析Nimonic 263的化学成分、力学性能(抗拉强度、屈服强度、硬度)、物理性能(密度)以及其遵循的主要执行标准。

一、 核心化学成分解析

Nimonic 263的成功源于其精妙的化学成分平衡,每一种元素都扮演着不可或缺的角色。

镍:作为基体元素,镍含量超过一半,确保了合金拥有稳定的面心立方奥氏体结构,这是其具备优异高温强度、韧性和抗腐蚀能力的根本。

铬:约20%的铬含量是关键,它能在合金表面形成一层致密且附着力强的氧化铬保护膜,提供卓越的抗高温氧化和热腐蚀能力。

钴:钴的加入能减少其他强化相在高温下的溶解速率,从而稳定了合金的微观结构,显著提升了长期高温抗蠕变性能。

钼:钼是一种有效的固溶强化元素,它溶于镍基体中,能强烈阻碍位错运动,从而提升合金的整体强度,尤其是在中低温区间。

钛与铝:这两者是形成主要强化相γ‘相的核心元素。Nimonic 263中的钛和铝含量经过精心配比,使其能形成足够数量且热稳定性良好的γ’相,为合金在高达800°C的环境下提供持久的高强度。

碳:碳元素与合金中的活性元素反应,形成碳化物,有助于细化晶粒并强化晶界。

硼与锆:这两种是微量元素,但作用至关重要。它们主要偏聚于晶界,能有效强化晶界,抑制晶界滑移,并延缓裂纹沿晶界的扩展,极大地改善了合金的持久寿命和韧性。

综上所述,Nimonic 263的成分设计巧妙地结合了固溶强化、沉淀强化和晶界强化三种机制,使其成为一个性能均衡的工程材料。

二、 关键力学与物理性能指标

以下数据代表该合金在标准热处理状态下的典型值,具体数值会因产品形式(板材、棒材等)和热处理批次的细微差异而略有不同。

抗拉强度与屈服强度
Nimonic 263在室温下表现出极高的强度。其典型的室温抗拉强度可达950兆帕以上,而屈服强度(通常以0.2%的残余变形量测定)则能达到约600兆帕。这一数据表明该材料在承受巨大载荷时具有极高的抵抗变形和断裂的能力。

更重要的是其高温性能。在700°C至800°C的高温环境下,Nimonic 263仍能保持相当高的强度保留率。例如,在750°C下,其抗拉强度依然能维持在700兆帕左右,屈服强度约为500兆帕。这种优异的高温强度稳定性是其能够应用于航空发动机和燃气轮机的核心原因。

硬度
Nimonic 263的硬度与其强度水平直接相关。在固溶处理和时效处理后的状态下,其洛氏硬度通常落在HRC 30至HRC 40的范围内。这个硬度值体现了材料表面抵抗局部压入(如磨损或刻划)的能力,与其良好的耐磨性相对应。

密度
Nimonic 263的密度约为每立方厘米8.36克。作为一个高温合金,这个密度值高于普通钢材,但相对于某些钴基高温合金而言,仍具有不错的轻量化潜力,这对于航空航天领域的减重需求具有重要意义。

三、 主要执行标准

Nimonic 263作为一种成熟的国际化标准材料,被多个国家和组织的标准所收录,确保了其在全球范围内生产与采购的质量一致性和可追溯性。

AMS标准:美国宇航材料规范中,AMS 5872 是专门针对Nimonic 263薄板、带材和厚板的技术规范,是航空航天领域最常引用的标准之一。

BS标准:作为其起源国,英国标准协会的标准BS HR 203 也详细规定了该合金的技术要求。

其他标准:此外,它还可能符合或等同于其他规范,如德国航空材料标准的WL 2.4650,以及在特定合同或项目中的自定义技术协议。

在选择和使用Nimonic 263时,明确其所遵循的执行标准至关重要,因为不同标准可能在热处理制度、检验项目和允许的偏差范围上存在细微差别。

总结

Nimonic 263合金凭借其以镍-铬-钴为基,并通过钼、钛、铝进行强化的化学成分,实现了高强度、优异抗蠕变性和出色抗氧化性的完美结合。其高达950兆帕以上的室温抗拉强度、约600兆帕的屈服强度、HRC 30-40的硬度以及8.36 g/cm³的密度,共同定义了它作为高端高温材料的地位。在AMS 5872等严格标准的规范下,Nimonic 263已成为制造航空发动机燃烧室部件、燃气轮机环件和壳体等高温关键结构件的首选材料之一。

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。

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