InconelX-750(N07750)鎳基變形高溫合金

InconelX-750(N07750)鎳基變形高溫合金

美國牌號(hào)：InconelX-750 /UNS N07750
中國牌號(hào)：GH145/GH4145
德國牌號(hào)：NiCr15Fe7TiAl
法國牌號(hào)：NC15FeTNbA
日本牌號(hào)：NCF750
一、InconelX-750 概述
     InconelX-750合金主要是以γ′[Ni3(Al、Ti、Nb)]相進(jìn)行時(shí)效強(qiáng)化的鎳基高溫合金，在980℃以下具有良好的耐腐蝕和舒緩反應(yīng)性能，800℃以下具有較高的強(qiáng)度，540℃以下具有較好的耐松弛性能，同時(shí)還具有良好的成形性能和焊接性能。該合金主要用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)在800℃以下工作并要求強(qiáng)度較高的耐腐蝕的環(huán)形件、結(jié)構(gòu)件和螺栓等零件、在540℃以下工作的具有中等或較低應(yīng)力并要求耐松弛的平面彈簧和螺旋彈簧。還可用于制造氣輪機(jī)渦輪葉片等零件。冶韓合金可供應(yīng)的品種有板材、帶材、棒材、鍛件、環(huán)形件、絲材和管材。
    1.1 InconelX-750 材料牌號(hào) InconelX-750
    1.2 InconelX-750 相近牌號(hào) GH145/GH4145(中國),NiCr15Fe7TiAl(德 國),NC15FeTNbA(法國),NCF750（日  本）
    1.3 InconelX-750 材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
    1.4 InconelX-750 化學(xué)成分  見表1-1。

表1-1%

C

Cr

Ni Co

Al

Ti

Fe

Nb Ta

Co

Mn

Si

S

Cu

P

不大于

≤0.08

14.0～17.0

≥70.0

0.40～1.00

2.25～2.75

5.00～9.00

0.70～1.20

1.00

1.00

0.50

0.010

0.50

0.015

    注：表中Mn、Si為棒、鍛件、環(huán)形件和絲材含量，板材、帶材和管材為：ω(Mn)≤0.35%,ω(Si)≤0.35%。
    1.5 InconelX-750 熱處理制度 板、帶、管材供應(yīng)狀態(tài)的固溶熱處理制度980℃?15℃，空冷。材料及零件的中間熱處理制度，可分別選擇下列工藝進(jìn)行熱處理。
    退火：955～1010℃，水冷。
    焊接件焊接前退火：980℃，1h。
    焊接件清理應(yīng)力退火：900℃,保濕2h。
    清理應(yīng)力退火：885℃?15℃，24h,空冷。
    1.6 InconelX-750 品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài) 可以供應(yīng)各種規(guī)格的棒材、鍛件、環(huán)形件、熱軋板、冷軋板、帶材、管材和絲材。
    板材和帶材一般于熱軋或冷軋、退火或固溶、酸洗拋光后供應(yīng)。
棒材、鍛件和環(huán)形件可于鍛態(tài)或熱軋狀態(tài)供應(yīng)；也可于鍛后固溶處理供應(yīng)；棒材可于固溶后磨光或車光供應(yīng)，當(dāng)訂單有要求時(shí)，可于冷拉狀態(tài)就位。
管材于固溶處理并清除氧化皮后供應(yīng)。
    絲材可于固溶狀態(tài)供應(yīng)；對于標(biāo)稱直徑或厚度在6.35mm以下的絲材，可固溶后并以50%～65%的冷拉變形供應(yīng)；標(biāo)稱直徑或邊長大于6.35mm的絲材，固溶處理后以不小于30%的冷拉變形供應(yīng)。對于標(biāo)稱直徑或邊長不大于0.65mm的絲材，根據(jù)要求固溶處理后以不小于15%的冷拉變形供應(yīng)。
    1.7 InconelX-750 熔煉與鑄造工藝 合金采用電弧爐加真空自耗重熔、真空感應(yīng)加電渣、電渣加真空自耗重熔或真空感應(yīng)加真空自耗重熔。
    1.8 InconelX-750 應(yīng)用概況與特殊要求 該合金主要用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度在540℃以下的耐腐蝕的平面波形彈簧、周向螺旋彈簧、螺旋壓簧、彈簧卡圈和密封圈等零件。
二、Inconel X-750 物理及化學(xué)性能    
    2.1 Inconel X-750 熱性能
2.1.1 Inconel X-750  熔化溫度范圍  1395～1425℃。
2.1.2 Inconel X-750  熱導(dǎo)率  見表2-1。

表2-1

θ/℃	50	100	300	500	900
λ/（W/（m?℃））	14.7	15.9	20.1	25.1	37.3

2.1.3 Inconel X-750 線膨脹系數(shù) 見表2-2。

表2-2

θ/℃	20～200	20～300	20～400	20～500	20～600	20～700	20～800
α/10-6℃-1	13.1	13.5	14.1	14.4	15.0	15.6	16.2

    2.2 Inconel X-750密度  ρ=8.25g/cm3。
2.3 Inconel X-750電性能  50℃時(shí)的電阻率ρ=1.22?10-6Ω.m。
 三、InconelX-750力學(xué)性能
     InconelX-750技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的帶材、板材和管材的室溫力學(xué)性能見表3-1。

表3-1

品種	規(guī)格δ/mm	熱處理制度	σb/MPa	σP0.2/MPa	δ4D/%	φ/%	HRC
帶材		交貨狀態(tài)	≤930	-	≥18	-	-
		交貨狀態(tài)＋730℃?10℃，8h，爐冷55℃/h或空冷到620℃?10℃，8h，空冷，總時(shí)效時(shí)間不小于18h	≥1105	-	≥12	-	≥30
板材	≤0.60	交貨狀態(tài)	≤930	≤515	≥30	-	-
	>0.60		≤930	≤515	≥35	-	-
板材		交貨狀態(tài)＋730℃?10℃，8h，爐冷55℃/h或空冷到620℃?10℃，8h，空冷，總時(shí)效時(shí)間不小于18h	≥1170	≥795	≥18	-	≥32
管材		交貨狀態(tài)	≤965	≤550	≥35	-	-
		交貨狀態(tài)＋730℃?10℃，8h，爐冷55℃/h或空冷到620℃?10℃，8h，空冷，總時(shí)效時(shí)間不小于18h	≥1170	≥790	≥15	-	-

    注：交貨狀態(tài)為固溶980℃?15℃，保溫適當(dāng)時(shí)間，空冷或快冷，去除氧化皮。
InconelX-750技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的絲材的室溫力學(xué)性能見表3-2。

表3-2

冶韓合金品種	規(guī)格/mm	熱處理制度	圓形絲	方或扁形絲
			σb/MPa	σb/MPa
絲材	≤6.35	A類，交貨狀態(tài)	≥1310	≥1210
	>6.35～15.88		≥1110	≥1110
	≤0.65	B類，交貨狀態(tài)	≤1030
	>0.65～12.70		895～1140
	≥0.30～6.35	A類，交貨狀態(tài)＋650℃?10℃,4h,空冷	≥1520
	>6.35～10.60		≥1380
	>10.60～15.90		≥1240
	≥0.30～6.35	A類，交貨狀態(tài)＋1150℃?10℃，2h，空冷，＋840℃?10℃，24h，空冷，＋650℃?10℃，20h，空冷	≥1030
	>6.35～15.90		≥1000
	≤0.65	B類＋730℃?10℃,16h，空冷	≥1070
	>0.65～12.70		≥1140

    注：交貨狀態(tài)，絲材在冷拉至成品前，在1090～1200℃內(nèi)的某一溫度固溶處理，然后按下述規(guī)定進(jìn)行冷拉；
    A類：標(biāo)稱直徑或邊長不大與6.35mm的絲材，冷拉變形量為50%～65%；標(biāo)稱直徑或邊長大于6.35mm的絲材，冷拉變形量為30%以上。
    B類：標(biāo)稱直徑或邊長不大于0.65mm的絲材，冷拉變形量為15%左右。
InconelX-750棒材、鍛材和環(huán)形件標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的好性能見表3-3。

表3-3

θ/℃	σ/MPa	t/h	δ4D/%
730℃?3℃	362	≥23	≥5

四、Inconel X-750 組結(jié)構(gòu)
    4.1 Inconel X-750相變溫度 γ′相開始析出溫度約為600℃，析出峰約為800℃，900℃開始回溶，到970℃時(shí)幾乎全部溶解。
4.2 Inconel X-750時(shí)間-溫度轉(zhuǎn)變曲線
    4.3 Inconel X-750合金結(jié)構(gòu) 合金經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)熱處理后，其由γ基體、Ti(C、N)、Nb(C、N)、M23C6碳化物和γ′[Ni3(Al、Ti、Nb)]相組成，γ′含量大約為14.5%，是合金的主要強(qiáng)化相。
五、 InconelX-750工藝性能與要求
5.1 InconelX-750成形性能 合金的鍛造溫度在1220～950℃之間均易成形。鋼錠開坯鍛造，其加熱溫度可在1200℃，為了使Z終鍛件或棒材獲得良好的ZZ和性能，隨后的鍛造加熱溫度應(yīng)在相應(yīng)較低的溫度下進(jìn)行。終鍛溫度應(yīng)不低于950℃。該合金在劇烈成形工序后應(yīng)進(jìn)行固溶處理。
    5.2 InconelX-750焊接性能 合金具有較好的焊接性能，可進(jìn)行各種焊接，但對大截面的零件較難進(jìn)行熔焊，而對小截面零件和薄板焊接性能較好。焊接必須在退火或固溶處理后進(jìn)行，焊后應(yīng)進(jìn)行清理應(yīng)力處理，采用980℃，保濕0.5h或900℃保濕2h。焊接組合件隨后進(jìn)行時(shí)效處理，可獲得近似完全熱處理狀態(tài)的強(qiáng)度。
    5.3 InconelX-750零件熱處理工藝 零件的熱處理應(yīng)在無硫的中性或還原性氣氛中進(jìn)行，以免發(fā)生硫化。零件應(yīng)避免在870～650℃之間進(jìn)行“熱-冷”處理，對于大截面的零件，為了防止裂紋，固溶處理后應(yīng)在空氣中冷卻。
    成品零件Z終熱處理：
    對于在600℃以上工作、要求Z佳好蠕變性能的零部件：
        固溶：1150℃?15℃,保溫2～4h,空冷；
        時(shí)效：845℃?15℃，保溫24h，空冷 705℃?15℃,保溫24h,空冷。
    對于在600℃以下工作、要求Z佳室溫和高溫拉伸性能的零部件：
        固溶：980℃?15℃,保溫1h,空冷；
        時(shí)效：730℃?15℃，保溫8h，以50℃/h爐冷到620℃?10℃,保溫8h,空冷。
    環(huán)形件一般采用下述熱處理制度：
        固溶：1095℃?15℃,保溫2-4h,空冷；
        時(shí)效：845℃?15℃，保溫24h，空或爐冷到 705℃?15℃,保溫20h,空冷。
    棒材和鍛件在600℃以下溫度使用時(shí)，采用下述制度進(jìn)行熱處理：
        均勻化：885℃?15℃,保溫24h,空冷；
        時(shí)效：705℃?15℃，保溫20?1h,空冷。
    退火狀態(tài)的板材和帶材及做彈簧用的板帶和絲材可采用下述制度進(jìn)行熱處理：
        時(shí)效：1）705℃?15℃,保溫22h,空冷；
              2）760℃?10℃，保溫1h,空冷。
        固溶：980℃?15℃,保溫1h,空冷；
        時(shí)效：730℃?10℃，保溫8h，以50℃/h爐冷到 620℃?10℃,保溫8h,空冷。
    5.4 InconelX-750表面處理工藝
    5.5 InconelX-750切削加工與磨削性能 合金可以在各種狀態(tài)下進(jìn)行機(jī)械加工，退火或固溶狀態(tài)下機(jī)械加工性能良好。