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UNS N07080 丝材是什么?化学成分与性能介绍

9月20日

UNS N07080 丝材通常指 Nimonic 80A(尼莫尼克 80A) 合金制成的丝材/线材。它是一种 Ni-Cr-Al-Ti 系沉淀硬化型镍基高温合金,通过时效析出 γ′ 相(Ni₃(Al,Ti))强化,具有较高的高温强度、抗氧化性和抗蠕变性能。丝材形态常用于高温弹簧、紧固件、焊接填充丝、电极、编织网等。

1. 化学成分(典型 wt%,UNS N07080)

元素

含量范围

作用

Ni

余量

基体

Cr

18.0–21.0

抗氧化、耐腐蚀

Ti

1.8–2.7

形成 γ′ 强化相

Al

1.0–1.8

形成 γ′ 强化相

Fe

≤3.0

杂质/合金元素

Co

≤2.0

改善高温性能

C

≤0.10

控制碳化物

Mn

≤1.0

杂质

Si

≤1.0

杂质

P

≤0.020

杂质

S

≤0.015

杂质

B

≤0.008

晶界强化

Cu

≤0.20

杂质

不同标准(如 AMS 5698、BS HR 501、DIN 17753 等)范围略有差异,例如航空丝材标准可能要求 C 0.04–0.10%。具体以采购标准和质量证明书为准。

2. 主要性能

物理性能

项目

典型值

密度

约 8.19 g/cm³

熔点

约 1320–1370°C

弹性模量

20°C 约 220 GPa;700°C 约 170 GPa

热膨胀系数

20–100°C 约 12.7×10⁻⁶/K;20–800°C 约 15.5×10⁻⁶/K

导热系数

20°C 约 11.2 W/(m·K);800°C 约 21 W/(m·K)

电阻率

20°C 约 1.24 µΩ·m

力学性能(固溶+时效态典型值)

温度

抗拉强度

屈服强度

断后伸长率

20°C

1200–1350 MPa

800–950 MPa

20–30%

700°C

650–800 MPa

500–650 MPa

15–25%

800°C

400–550 MPa

350–450 MPa

20–30%

冷拉丝材强度更高,抗拉强度可达 1500–2000 MPa,但伸长率显著降低,通常约 2–10%,具体取决于冷拉量和直径。

高温与耐蚀性能

使用温度:长期使用可达约 700–815°C,短时更高。

抗氧化:在 800°C 以下抗氧化性良好,耐燃气腐蚀。

抗蠕变/持久:高温下抗蠕变和持久强度优良,适合高温受力件。

耐腐蚀:耐氧化、耐燃气腐蚀较好;在强酸、强碱、卤素或高温含硫还原气氛中需谨慎评估。

3. 热处理与加工

固溶处理:约 1080°C,水冷/油冷/空冷。

时效处理:约 700–750°C,保温 4–16 h,空冷。常用 750°C×4 h 或 700°C×16 h。

焊接:可焊,但沉淀硬化合金焊后通常需固溶+时效恢复性能。

机加工:固溶态相对易加工,时效后加工难度增大。

冷成形:丝材可冷拉,加工硬化倾向明显,需中间退火。

4. 丝材典型用途

高温弹簧、弹簧丝

高温螺栓、紧固件

燃气轮机、航空发动机部件

焊接填充丝

火花塞电极、电阻/电极材料

核工业、汽车排气系统、高温编织网

5. 采购注意

UNS N07080 丝材的性能强烈依赖 直径、冷拉状态、热处理制度、表面状态。采购时应注明:
UNS N07080 / Nimonic 80A、直径、交货状态(固溶/时效/冷拉/退火)、表面(光亮/酸洗)、执行标准(如 AMS 5698)、力学性能要求。
以上为典型介绍,具体数值以标准规范和质量证明书为准。

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