W.Nr.2.4650 高温合金：化学成分、热处理、适用标准全汇总

一、材料简介

W.Nr. 2.4650 是一种钴基（实际为镍-铬-钴基）沉淀硬化型高温合金，以镍为基体，加入较高含量的铬、钴以及铝、钛等强化元素。其特点是：

在高温（最高约 920°C）下具有优异的抗蠕变和抗松弛性能；

良好的抗氧化和耐腐蚀性能（特别是含硫气氛中需注意）；

通过固溶和时效处理获得高强度。

主要应用于燃气涡轮发动机叶片、高温弹簧、紧固件、内燃机气门、热挤压模具等高温承载部件。

二、化学成分（标称范围，质量分数 %）

W.Nr. 2.4650 的化学成分严格遵循德标 DIN 17742 及 EN 10302 标准，典型控制范围如下：

镍 (Ni)：余量（约 ≥55%）

铬 (Cr)：18.0 – 21.0

钴 (Co)：15.0 – 19.0（部分标准放宽至 21.0）

钛 (Ti)：2.0 – 3.0

铝 (Al)：1.0 – 2.0

钼 (Mo)：0.5 – 1.5（部分数据为 ≤1.0）

碳 (C)：0.03 – 0.13

硅 (Si)：≤0.50

锰 (Mn)：≤0.50

铁 (Fe)：≤1.5（通常 ≤1.0）

硼 (B)：≤0.020（实际常 ≤0.010）

锆 (Zr)：≤0.15（可选添加）

硫 (S)：≤0.015

磷 (P)：≤0.020

铜 (Cu)：≤0.20

注：实际生产中为细化晶粒可能加入微量锆；钴含量在不同标准版本中略有浮动，但 15–19% 是主流范围。

三、热处理工艺

W.Nr. 2.4650 属于沉淀硬化型合金，必须经过“固溶处理 + 时效处理”才能发挥最佳性能。典型工艺路线如下：

1. 固溶处理（Solution Annealing）

温度：1080 – 1150°C（常用 1100°C 或 1120°C）

保温时间：根据截面厚度，通常 1–4 小时（细丝或薄板可缩短）

冷却方式：空冷或更快的冷却（如油冷、水冷）。必须快冷，以防止强化相（γ' 相）在冷却过程中提前析出。

目的：使碳化物和 γ' 相充分溶解，获得均匀的过饱和固溶体，并调整晶粒度。

2. 时效处理（Precipitation Hardening / Ageing）

一般采用 两级时效 或 单级时效，以平衡强度与塑性。

典型双级时效（推荐）：

第一级：750 – 780°C，保温 4 – 8 小时，空冷。

第二级：700 – 720°C，保温 16 – 24 小时，空冷。

常用参数：760°C / 6h + 710°C / 16h。

单级时效（简化工艺）：

700 – 750°C，保温 16 – 24 小时，空冷。
（强度略低于双级时效，但工艺简单。）

3. 去应力退火（如需要）

对于冷加工或焊接后的零件：在 650 – 750°C 保温 1–4 小时，空冷。

注意：退火温度不应超过时效温度，以免降低强度。

热处理后的典型力学性能（室温）

抗拉强度：1000 – 1250 MPa（取决于时效制度）

屈服强度：650 – 850 MPa

延伸率：15 – 25%

硬度：约 30 – 40 HRC

四、适用标准汇总

W.Nr. 2.4650 主要遵循德国、欧洲及国际标准，并对应多个商业牌号。

标准体系

标准编号

内容说明

德国 (DIN)

DIN 17742

镍-铬-钴合金的化学成分及交货技术条件（基础标准）

DIN 17750

镍合金板、带材的技术条件

DIN 17752

镍合金棒材的技术条件

DIN 17753

镍合金丝材的技术条件

DIN 17754

镍合金锻件的技术条件

欧洲 (EN)

EN 10302:2008

蠕变耐热钢及镍基合金（涵盖 2.4650 的棒、丝、板、带、锻件）

国际 (ISO)

ISO 9723

镍及镍合金棒材

ISO 9724

镍及镍合金丝材

ISO 9725

镍及镍合金板、带材

英国 (BS)

BS HR 203

镍-铬-钴-钛-铝合金（Nimonic 90）棒、丝、锻件标准

美国 (ASTM/SAE)

ASTM B637

沉淀硬化镍基合金棒、锻件（UNS N07090 对应 2.4650）

SAE AMS 5829

耐蚀及耐热合金丝（Nimonic 90）

SAE AMS 5668

镍基合金棒、环、锻件（Nimonic 90）

中国 (GB)

GB/T 14992

高温合金牌号（无直接对应，常用 GH4090 或 GH90 近似替代）

对应商业牌号：

德国：

W.Nr

.

2.4650（材料号），NiCr20Co18Ti

英国：Nimonic 90

美国：UNS N07090

中国：GH90（或 GH4090）

法国：NC20K18T

常用产品形式及其适用标准举例

棒材：DIN 17752 / EN 10302 / ASTM B637

丝材：DIN 17753 / AMS 5829

板材 / 带材：DIN 17750 / EN 10302

锻件：DIN 17754 / AMS 5668

五、重要应用提示

焊接性能：可进行氩弧焊和点焊，但需严格控制热输入，焊后建议进行去应力退火（650–750°C）。

机加工：时效后强度高，宜在固溶状态下进行粗加工，时效后再精加工。

抗氧化上限：长期工作温度不宜超过 920°C；短期峰值可达 950°C。

耐腐蚀性：在含硫气氛中需谨慎，高温下易形成低熔点共晶物。

如果需要特定产品形式（如管材、丝材）的具体标准细节或典型力学性能数据，可进一步补充说明。