Haynes 263哈氏合金【百科】

Haynes 263是什么材料？

Haynes 263 是一种镍-铬-钴基沉淀硬化型高温合金。简单来说，它是一种专门为在高温环境下保持高强度而设计的超级合金。

它由美国哈氏合金公司开发，广泛应用于航空、航天和能源领域，特别是那些需要材料在中等高温范围内（约550°C - 950°C）具有优异综合性能的场合。

主要特性

Haynes 263的特性可以归结为以下几个方面，这些特性使其在高温应用中不可替代：

1.优异的高温强度

通过添加铝、钛等元素形成γ‘相 [Ni₃(Al, Ti)] 进行沉淀强化，使其在高达850°C的温度下仍能保持很高的强度。

其高温强度优于许多奥氏体不锈钢和早期的铁基高温合金。

2.出色的抗氧化性能

含有约20%的铬，能在合金表面形成一层致密、粘附性好的氧化铬保护膜，有效抵抗高温下的氧化和腐蚀。

这使得它在高温燃气环境中能长期稳定工作。

3.良好的疲劳性能和蠕变性能

在交变载荷和长期高温应力下，具有优良的抗疲劳和抗蠕变能力。这对于涡轮叶片、盘件等高速旋转部件至关重要。

4.出众的成形性与焊接性

成形性：相比一些更难加工的高温合金（如INCONEL 718），Haynes 263具有相对较好的热加工和冷加工性能，易于进行锻造、轧制等。

焊接性：它是所有沉淀硬化型镍基高温合金中焊接性最好的之一。可以采用各种常规焊接方法（如TIG、MIG、电子束焊等）进行焊接，且焊后开裂倾向低。

5.热稳定性

在长期暴露于服务温度后，其微观组织稳定，不易析出有害相，从而能保持性能的稳定性。

化学成分（典型值，重量百分比 %）

元素

镍

铬

钴

钼

钛

铝

碳

锰

硅

铁

含量

余量

19.0-21.0

19.0-21.0

5.6-6.1

1.9-2.4

0.3-0.6

0.04-0.08

≤0.60

≤0.40

≤0.70

镍：基体，提供面心立方结构，保证高温下的组织和化学稳定性。

铬：主要提供抗氧化和耐腐蚀能力。

钴和钼：固溶强化元素，提高基体强度。

铝和钛：关键的沉淀强化元素，形成主要的强化相γ‘。

碳：形成碳化物，强化晶界。

主要应用领域

由于其卓越的特性，Haynes 263被广泛应用于：

航空航天：

喷气发动机的涡轮叶片和导向叶片（尤其是后几级）。

燃烧室部件。

火箭发动机部件。

能源工业：

燃气轮机的热端部件，如叶片、盘、环件。

工业燃气轮机的燃烧室。

其他高温部件：

需要高温强度和抗氧化性的紧固件、板材结构件等。

总结

总而言之，Haynes 263是一种综合性能非常均衡的高温合金。它在高强度、抗氧化性、良好的成形性和优异的焊接性之间取得了完美的平衡。这使得它成为制造中等高温范围内工作的关键结构件的首选材料之一，尤其是在需要复杂制造和焊接工艺的航空航天推进系统中。