HastelloyX镍基变形高温合金
美国牌号：HastelloyX/UNS（NO6002）
中国牌号：GH3536/GH536/GH22/GH334/GH739/SG-5
法国牌号：NC22FeD
德国牌号：NiCr22FeMo
英国牌号：NimonicPE13
一、HastelloyX概述
HastelloyX是主要用铬和钼固溶强化的一种含铁量较高的镍基高温合金，具有良好的抗养化和耐腐蚀性能，在900℃以下有中等的持久和蠕变强度，冷、热加工成型性和焊接性能良好。使用于制造航空发动机的燃烧室部件和其他高温部件，在900℃以下长期使用，短时工作温度可达1080℃。供应的主要品种有板材、带材、管材、棒材、锻件、环形件和精密铸件。
1.1HastelloyX材料牌号HastelloyX
1.2HastelloyX相近牌号GH3536,GH536,GH22,GH334,GH739,SG-5(中国)，
UNSNO6002，NC22FeD（法国），NiCr22FeMo（德国），NimonicPE13（英国）
1.3HastelloyX材料的技术标准
1.4HastelloyX化学成分见表1-1。
表1-1%
C | Cr | Ni | Co | W | Mo | Al | Ti | Fe | B | Cu | Mn | Si | P | S | 不大于 | 0.05～0.15 | 20.5～23.0 | 余量 | 0.50～2.50 | 0.20～1.00 | 8.0～10.0 | ≤0.50 | ≤0.15 | 17.0～20.0 | 0.010 | 0.50 | 1.00 | 1.00 | 0.025 | 0.015 |
注：B按计算量加入、不分析。
1.5HastelloyX热处理制度板材和管材：1130～1170℃，快速空冷或水冷；棒材和环形件检验试样：1175℃±15℃，空冷或更快冷却；带材：1065～1105℃，快速冷却。
1.6HastelloyX品种规格与供应状态供应δ0.5～4.0mm的板材，δ0.05～0.8mm的带材，外径4～20mm、壁厚1.0～2.0mm的管材，直径0.2～10.0mm的焊丝，直径≤300mm的棒材和各种直径及壁厚的环形件以及不同形状和尺寸的精密铸件。板材、带材和管材经固溶处理和酸洗后供应，带材也可呈冷轧状态供应；焊丝以硬态、半硬态、固熔加酸洗、光亮固溶处理状态成盘交货，也可以直条交货；棒材和环形件不经热处理交货。精密铸件于铸造状态供应。
1.7HastelloyX熔炼与铸造工艺采用电弧炉加电渣或非真空感应炉加电渣重熔工艺。生产铸件则采用感应炉重熔母合金后浇注于加热的模壳内，浇注速度以快些为好。
1.8HastelloyX应用概况与特殊要求该合金在国外航空发动机和民用工业中获得了极为广泛的应用，我国主要用于制造燃烧室部件和其他热端部件以及蜂窝结构等。合金在高温下长期使用后有一定的时效硬化现象。
二、HastelloyX物理及化学性能
2.1HastelloyX热性能
2.1.1HastelloyX熔化温度范围1295～1381℃[1]。
2.1.2HastelloyX热导率见表2-1。
2.1.3HastelloyX比热容见表2-2。
2.1.4HastelloyX线膨胀系数见表2-3。
2.1.5HastelloyX合金铸件的热扩散率见表2-4。
表2-1[1] θ/℃ | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | λ/（W/（m·℃）） | 13.38 | 17.97 | 20.27 | 22.40 | 24.62 | 26.79 | 29.05 | 31.14 | 33.44 |
表2-2 θ/℃ | 17 | 100 | 200 | 280 | 408 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | c/(J(kg·℃)) | 372.6 | 372.6 | 389.4 | 456.4 | 427.1 | 452.2 | 464.7 | 515.0 | 535.9 | 561.0 |
表2-3[1] θ/℃ | 20～100 | 20～200 | 20～300 | 20～400 | 20～500 | 20～600 | 20～700 | 20～800 | 20～900 | α/10-6℃-1 | 12.1 | 12.5 | 13.4 | 14.0 | 14.3 | 14.8 | 15.5 | 15.8 | 16.1 |
2.2HastelloyX密度ρ=8.28g/cm3[1]。
2.3HastelloyX电性能电阻率见表2-5。
表2-4 θ/℃ | 24 | 100 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | Q/（10-6m2/S）） | 2.78 | 3.06 | 3.68 | 3.64 | 4.36 | 4.32 | 4.38 | 4.91 | 5.23 |
2.4HastelloyX磁性能合金无磁性。
2.5HastelloyX化学性能
2.5.1HastelloyX抗氧化性能合金在空气介质中试验100h后的氧化速率见表2-6。
表2-5[1] θ/℃ | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | p/（10-6Ω.M）） | 1.18 | 1.20 | 1.21 | 1.22 | 1.24 | 1.25 | 1.26 | 1.27 | 1.29 |
表2-6[1] θ/℃ | 700 | 800 | 900 | 1000 | 1100 | 氧化速率/（g/(m2·h）） | 0.0023 | 0.060 | 0.117 | 0.200 | 0.611 |
三、HastelloyX力学性能
HastelloyX技术标准规定的不同品种的力学性能见表3-1。
表3-1 品种 | 室温拉伸性能 | 815℃持久性能 | 其他性能 | σP0.2/MPa | σb/MPa | δ5/% | σ/MPa | t/h | δ5/% | 不小于 | 冷轧薄板
冷轧带材
冷拔管材
棒材
环形件
精铸件② | 310
310
310
275
275
200 | 725
760②
690
690
690
380 | 35
30①
25
30
30
10 | 110
-
-
105
105
- | 24
-
-
24
24
- | 8.0
-
-
10.0
10.0
- | 弯曲180°
弯曲180°
液压、扩口
HBS≤241
HBS≤241
HBS≤96 |
δ<0.25mm的带材的室温抗拉强度σb≥725MPa,δ5≥25%。
②精铸件铸态815℃的σb≥240MPa,δ5≥12%。经800℃，50h，空冷处理后HRC≤24。
四、HastelloyX组织结构
4.1HastelloyX相变温度
4.2HastelloyX时间-温度-组织转变曲线
4.3HastelloyX合金组织结构
4.3.1该合金在固溶状态的组织为奥氏体基体，还有少量的TiN和M6C型碳化物。经700～900℃长期时效后主要析出相为M12C和M3B2，同时也伴有微量μ相和L相。经700℃，200h时效后出现少量σ相，但在800℃时效后σ相不存在，而析出微量M23C6，有时出现微量L相。因此合金在长期时效后呈现一定程度的时效硬化现象，使塑性下降，高温强度也有所减低。
4.3.2冷轧薄板技术标准规定，供应状态冷轧薄板的晶粒度应在4～8X范围内。
五、HastelloyX工艺性能与要求
5.1HastelloyX成形性能合金具有良好的冷、热加工成形性能。锻造加热温度1170℃±10℃，终锻温度不低于950℃；板坯热轧加热温度1150℃±10℃，终轧温度不低于850℃；环形件热轧加热温度1170℃±10℃。
合金的高温拉伸塑性图见图5-1。高温镦粗试样经1180℃，45min固溶处理后的再结晶曲线见图5-2。
5.2HastelloyX焊接性能该合金具有良好的焊接工艺性能，可采用氩弧焊、缝焊和点焊等方法进行焊接。氩弧焊时推荐采用HHastelloyX或HGH3113焊丝。 | 
