镍铬铁基固溶强化合金Inconel6

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I

nconel合金是镍-铬-铁基固

溶强化合金,

具有良好的耐高温腐

蚀和

抗氧化性能、优良的冷热加工和焊

接性能,

在℃以下具有满意的热

强性和

高的塑性。

通过热力学计算常见的含铈化合物Ce2O3、Ce2O2S、CeO2及CeS在合金凝固温度下的吉布斯自由能,表明这些物质先于合金凝固析出。运用点阵错配度理论对基体中可能出现的Ce2O3、Ce2O2S、CeO2、CeAlO3、CeS、TiC、TiN、Al2O3、SiO2等夹杂物进行晶体学分析,计算表明:Ce2O3、Ce2O2S、Al2O3、CeO2和SiO2与镍元素的错配度较小;CeAlO3的非均质形核效果一般;CeS、TiC和TiN的形核效果较差。以经验电子理论和静电作用理论为基础,借鉴了基底与形核相间的特征参量△ξ,并以此为判据分析这些固态化合物做为异质形核基底时的效用,计算表明:Ce2O3和La2O3的△ξ最大,故晶格电子迁移趋势最大,异质形核效果最好;TiC与TiN的异质形核效果较差;Al2O3和SiO2为Ni元素的中等有效的异质形核核心。含铈夹杂物的非均质形核效果比一般的夹杂物要好。

金可以通过冷加工得到强化,也可以用电

阻焊、

溶焊或钎焊连接,适宜制作在℃以下承受低载荷的抗氧化零件。

在高温真空碳管炉中熔炼不同铈含量的实验合金,运用金相显微镜、SEM以及EDS等检测手段分析合金中第二相析出行为。结果表明,合金铈含量增加,晶粒尺寸细小;晶界处碳化物随铈含量的提高由大链条状变得细小;但当铈含量达到1.45%时,在两条晶界间的狭长区域形成了CeNi5相,且该相熔点较高。

Inconel相近牌号

霆钢合金

I

nconel

中国

N

S(NS)/

G

H3(GH)

法国

N

C15Fe

德国

W

.Nr.2./

N

iCr15Fe

美国

U

NSN06

日本

N

CF

把不同铈含量的合金分别在℃、℃非连续氧化,结果表明试样随氧化时间的延长氧化增速变缓;温度升高,合金氧化速率变大;随着铈含量的增加,合金氧化速率变小。当合金中铈元素含量为1.45%时则会加速合金的氧化。

化学成分

Ni:≤72

Cr:14-17

Fe:6-10

C:

≤0.15

Mn:≤1

Si:≤0.5

Cu:≤0.5

S:≤0.

高温合金是可长期在温度较高的环境中稳定服役的金属材料,工作温度一般在~℃的范围内,以第VIII族元素(铁、镍、钴)为主要元素,常加入其它有益元素而提高性能[1]。高温合金具有单一奥氏体结构,组织稳定且合金化程度高,因此具有优良的抗高温氧化、抗腐蚀、抗疲劳的能力和优良的产品加工性能。鉴于高温合金用途的重要性,对合金中气体氧、氢、氮及微量杂质元素铅、锡、锑、砷等含量具有严格的控制,铋、硒、铊等微量有害元素的含量必须在10-6以下。

Inconel合金物理性能

密度g/cm3

8

.4

熔点℃

1

-

现代工业特别是航空航天发动机上,所用的材料有一半以上为高温合金,常应用在航空发动机的涡轮叶片、涡轮盘、燃烧室和导向器上。特别在航天发动机上,它们有时不光要承受温度剧变,还要在强烈的宇宙射线环境下保持优异的性能。高温合金还广泛使用在核反应堆、石油化工设备、工业燃气涡轮机、潜艇等对材料性能要求较高的领域。在核工业上主要用作反应调速棒、燃料壳和燃料棒定位架,热交换器等;在化工工业上则大量应用于高温压力反应容器、化工管道等。高温合金直接影响着一个国家的经济、军事等很多重要领域的发展。




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