1. 材料身份:是什么?
中国牌号: K94610
“K” 表示“铸造”高温合金。
“9” 表示基体为铁镍铬基(早期分类中,9系列通常与铁基相关)。
后面的数字是序列号。
相近或等效牌号:
美国牌号: 它非常接近或等同于美国的 ASTM HK-30 或 UNS J94603。这是一个经典的铸造耐热合金。
德国牌号: 类似于 G-X40CrNiSi25-20。
标准: 它遵循中国的国家标准 GB/T 8492-2014《一般用途耐热钢和合金铸件》。
2. 化学成分
K94610的典型化学成分(重量百分比)大致如下:
碳 (C): ~0.25-0.35% (较高的碳含量用于形成碳化物强化相)
铬 (Cr): ~24.0-28.0% (提供优异的高温抗氧化和抗渗碳能力)
镍 (Ni): ~19.0-22.0% (稳定奥氏体结构,提供高温强度)
硅 (Si): ~1.5-2.0% (进一步提高抗氧化性)
锰 (Mn): ≤ 2.0%
磷 (P): ≤ 0.04%
硫 (S): ≤ 0.04%
铁 (Fe): 余量
3. 主要特性
K94610的设计就是为了在高温下工作,其特性也围绕这一点展开:
优异的高温强度:
在高达1150°C的温度下,仍能保持良好的抗蠕变强度(抵抗在高温和应力下缓慢变形的能力)。这是它最核心的特性。
出色的抗氧化和抗渗碳性能:
高含量的铬和硅元素使其表面能形成一层致密、稳定的氧化铬(Cr₂O₃)保护膜,有效防止内部金属在高温空气环境中被进一步氧化。
同样,这层保护膜也能抵抗高温渗碳气氛(如裂解炉、转化炉中的环境),防止碳原子渗入合金内部,避免材料脆化。
良好的抗热疲劳性能:
能够承受反复的加热和冷却循环,而不易因热应力而产生裂纹。
长期组织稳定性:
在高温下长时间服役后,其微观组织(奥氏体基体+碳化物)相对稳定,性能不会发生急剧衰退。
铸造性能好:
作为一种铸造合金,它具有良好的流动性和充型能力,适合制造形状复杂的铸件。
4. 不足之处
室温强度和硬度一般: 它的优势在高温,室温性能不如结构钢。
加工性差: 非常坚硬且具有加工硬化倾向,机加工非常困难,通常只能通过磨削等方式进行。
焊接性尚可但需注意: 可以进行焊接,但属于难焊材料。需要采用匹配的高温合金焊材,并执行严格的预热和后热工艺,否则极易产生裂纹。
成本较高: 含有大量的镍、铬等贵金属元素,成本高于普通耐热钢。
5. 主要应用领域
K94610主要用于制造在极端高温和腐蚀性气氛下工作的静态铸件,典型应用包括:
石化工业: 乙烯裂解炉管、转化炉管、辐射管、管架、吊架等。
工业炉领域: 各种热处理炉的辊筒、炉底板、马弗罐、风扇、导轨等。
玻璃制造行业: 玻璃模具、坩埚等。
热处理工装: 料篮、夹具等。
总结
K94610(类似美国HK-30)是一种专为高温环境设计的铁铬镍铸造高温合金。它的核心优势在于在1150°C以下具有优异的高温强度、抗氧化和抗渗碳能力,广泛用于石化、冶金和工业炉等领域的关键高温部件。它的缺点是室温加工困难且成本较高。
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