K211（铸造高温合金）百科

针对您查询的K211（曾用牌号K11）铸造高温合金，以下是从成分、物理参数、力学性能、工艺特性四个方面整理的详细百科参数。

一、合金成分（质量分数，%）

K211属于钴基铸造高温合金，以碳化物为主要强化相。其核心成分范围如下：

碳（C）： 0.09 - 0.16%

铬（Cr）： 19.5 - 21.0%

镍（Ni）： 10.0 - 12.0%

钴（Co）： 余量（通常约45-48%）

钨（W）： 7.5 - 8.5%

钼（Mo）： 5.5 - 6.5%

铁（Fe）： ≤ 2.0%

锰（Mn）： ≤ 0.5%

硅（Si）： ≤ 0.4%

磷（P）： ≤ 0.015%

硫（S）： ≤ 0.015%

注：K211与K11为同一牌号的两种称呼方式，主要基体为钴基，铬、钨、钼元素提供固溶强化，碳元素形成碳化物进行弥散强化。

二、物理性能

密度： 约 8.25 - 8.35 g/cm³

熔点范围： 1300 - 1350℃（开始熔化至完全熔化）

热导率： 在900℃时约为 23.5 W/(m·K)

线膨胀系数： 20-900℃区间均值约为 16.5 × 10⁻⁶ /K

电阻率： 室温下约为 0.95 μΩ·m

弹性模量： 室温下约为 210 GPa，随温度升高呈下降趋势

三、典型力学性能（以900℃以下使用条件为参考）

该合金主要面向中高温环境设计，在700-900℃区间表现出良好的强度。

室温拉伸：

抗拉强度：≥ 700 MPa

屈服强度：≥ 450 MPa

延伸率：≥ 4%

高温持久性能（800℃，196MPa）： 持久寿命通常大于50小时

硬度： 铸态下约 HRC 28-35（或 HB 280-350）

抗氧化性： 在900℃以下具有中等抗氧化能力，表面能形成Cr₂O₃保护膜

热疲劳性： 抗热震性能优于普通铁基合金，但略低于新型钴基合金

四、工艺特性

1. 成形工艺

铸造方式： 主要采用精密铸造（熔模铸造）制成涡轮叶片、导向叶片等复杂形状零件。也可采用离心铸造生产管材或环件。

铸造性能： 流动性良好，但收缩率较大（线收缩约1.8-2.2%），需在模具设计中设置合理的补缩系统。

2. 热处理工艺

K211通常不采用复杂固溶时效处理，标准处理为：

均匀化退火： 1180℃ ± 10℃，保温4-6小时，空冷。

目的：消除铸造偏析，稳定碳化物形态。

注意：该合金一般不可通过热处理大幅强化，其强度主要来源于铸态组织。

3. 焊接性能

焊接性较差，容易产生热裂纹。一般不推荐用于需大量焊接的结构。若必须修补，需采用氩弧焊并进行高温预热（约300-400℃），使用同质焊丝。

4. 切削加工性能

难度较高： 由于合金硬度高、加工硬化倾向大，切削加工性相当于难加工材料。

推荐措施： 使用硬质合金或陶瓷刀具，采用低切削速度、高进给率，并配合充足的冷却液。

5. 表面防护

长期使用温度超过900℃时，建议施加铝化物涂层（如渗铝）以提高抗氧化和抗热腐蚀能力。

总结与应用提示

K211（K11） 是一种典型的钴基铸造高温合金，其核心优势在于良好的中高温强度、抗热腐蚀性能以及组织稳定性。主要应用于航空发动机导向叶片、涡轮转子叶片、以及工业燃气轮机的900℃以下高温部件。缺点在于焊接性差和室温塑性较低，设计时需避免出现尖锐的应力集中结构。