Nimonic 90合金百科解析：成分、性能与标准全透视

Nimonic 90合金百科解析：成分、性能与标准全透视

Nimonic 90是一种经典的沉淀硬化型镍基高温合金，自问世以来，因其在高温下卓越的强度、优异的抗蠕变性能和良好的抗氧化能力，已成为航空航天、燃气轮机及工业高温部件领域的关键材料。下面，我们将从多个维度对这款合金进行深入的解析。

一、 核心化学成分解析

Nimonic 90的卓越性能根植于其精心设计的化学成分，其主要元素构成了一个强大的强化体系。

镍：作为基体元素，镍含量占比超过一半。镍提供了一个稳定的面心立方奥氏体结构，这赋予了合金固有的高韧性、良好的可加工性以及优异的抗腐蚀和抗氧化基础。

铬：含量通常在18-21%之间。铬的主要作用是在合金表面形成一层致密且附着力强的氧化铬保护膜，这层膜能有效抵抗高温下的氧化和热腐蚀，是合金能够在恶劣环境中长期服役的“护身符”。

钴：含量约15-21%。钴的加入能减少铬在基体中的溶解度，从而促进强化相的析出。更重要的是，钴能显著提高合金的固溶线温度，这意味着合金在更高的温度下仍能保持微观结构的稳定性，从而提升抗蠕变能力。

钛与铝：这是Nimonic 90合金的灵魂所在。钛和铝是形成γ‘强化相的关键元素。在特定的热处理过程中，它们会与镍结合，在镍基体中均匀析出弥散分布的Ni3(Al, Ti)有序相。这些细小的γ’相能有效地阻碍位错运动，为合金提供了强大的沉淀强化效果，是其高温强度的主要来源。

碳：作为微量元素，碳与合金中添加的少量铬等元素形成碳化物，分布于晶界，有助于提升晶界强度和高温蠕变抗力。

二、 关键力学性能指标

Nimonic 90的力学性能，尤其是高温性能，是其核心价值所在。

抗拉强度：Nimonic 90在室温下的典型抗拉强度值非常高，通常能达到1000至1300兆帕 的量级。然而，其真正的优势在于高温下的强度保持率。即使在650°C至750°C的高温环境下，它依然能保持很高的强度水平，远非普通不锈钢或铁基合金可比。

屈服强度：屈服强度是材料开始发生明显塑性变形的临界点，对于结构设计至关重要。Nimonic 90在室温下的屈服强度通常可达700至900兆帕 以上。与抗拉强度一样，其在高温下的屈服强度表现同样出色，例如在815°C的高温下，其屈服强度依然能保持在一个可观的数值，确保了部件在高温载荷下不易发生永久变形。

硬度：经过标准热处理后的Nimonic 90合金，其硬度通常保持在HRC 30-40 的范围内。这个硬度水平表明材料兼具了良好的抵抗塑性变形（如磨损、压痕）的能力和一定的韧性，避免了过硬导致的脆性问题。

蠕变与持久强度：这是衡量高温合金性能的黄金指标。Nimonic 90在高温、持续应力的作用下，表现出极佳的抗蠕变性能。其持久强度指标，例如在815°C、承受特定应力下持续100小时不断裂的能力，是其被选用于涡轮叶片等关键转动部件的直接原因。

三、 重要物理性能

密度：Nimonic 90的密度约为8.19克/立方厘米。这个密度值高于钛合金但低于许多重金属，考虑到其所能承受的极高温度和应力，这个密度在追求推重比的航空航天领域是一个非常好的平衡点，实现了“强度/密度比”和“耐温能力”的优化组合。

四、 执行标准与规范

Nimonic 90作为一种标准化材料，其生产、检验和交付必须遵循严格的国际和国家标准，以确保性能的一致性和可靠性。

美国标准：

AMS: 航空航天材料规范AMS 5890是应用最广泛的标准之一，它详细规定了用于航空航天领域的棒材、锻件和线材的化学成分、力学性能和热处理要求。

ASTM: ASTM B637标准涵盖了耐热合金的棒材、锻件和环形件，Nimonic 90也符合此规范。

欧洲标准：

BS: 英国标准BS HR 501是Nimonic系列合金的经典标准。

DIN: 德国标准DIN 2.4632是其材料编号。

中国标准：

GB/T: 中国国家标准中，与之相对应的牌号是GH4090。GB/T标准体系对GH4090的化学成分、力学性能、工艺要求等均有明确规定，是国内生产和采购的重要依据。

总结

Nimonic 90合金通过其独特的镍-铬-钴基体与γ‘相强化机制，成功地将高强度、高硬度、优异的抗蠕变性能与良好的抗氧化性集于一身。其约8.19 g/cm³的密度，在高温结构材料中表现出优秀的比强度。无论是遵循美国的AMS 5890、ASTM B637，还是欧洲的BS HR 501或中国的GH4090标准，都确保了它在最严苛的高温工况下，如航空发动机涡轮叶片、燃气轮机盘件和高温紧固件等，能够稳定可靠地长期服役。它代表了高温合金设计的一个经典范例，至今仍在不断发展的材料科学中占据着重要地位。

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。