一、 核心身份与标准体系
合金牌号: 2.4694 (德国DIN标准,W.Nr. 2.4694),国际上广泛称为 Haynes 230® (美国哈氏合金) 或 Nimonic 230 (英国)。它是一种高性能的镍-铬-钨-钼固溶强化型高温合金。
形态与工艺: “圆钢”指用于制造无缝管的棒材坯料形态。“无缝管”指通过热挤压、冷轧/冷拔等工艺生产的无焊缝管材。
核心生产标准 (采购关键依据):
材料标准 (管材化学成分与基础性能):
ASTM B622: Standard Specification for Seamless Nickel and Nickel-Cobalt Alloy Pipe and Tube. (涵盖 UNS N06230)。
ASTM B619/B619M: Standard Specification for Welded Nickel and Nickel-Cobalt Alloy Pipe. (无缝管主要看 B622,但此标准涉及镍合金管应用)。
EN 10216-5: 无缝钢管技术交货条件 - 第5部分:不锈钢管。(需明确材料号 2.4694)。
DIN 17752: 镍和镍合金棒材、线材和型材的交货技术条件。(用于坯料棒材)。
产品尺寸与公差标准:
ASTM B829: Standard Specification for General Requirements for Nickel and Nickel Alloys Seamless Pipe and Tube. (通用要求,配合 B622 使用)。
EN ISO 1127: 不锈钢管 - 尺寸和单位长度公差。
ASME SB-622: 等同于 ASTM B622,用于承压设备。
二、 核心性能解析 (采购决策重点)
卓越的高温强度与抗蠕变性:
在 600°C 至 900°C 范围内表现出色。
高钨含量提供了显著的固溶强化效果,有效抵抗高温下的缓慢变形(蠕变)和断裂(蠕变断裂)。
关键指标: 关注标准中规定的高温拉伸强度、屈服强度和蠕变断裂强度数据(如 ASTM B622 中的相关要求)。
优异的抗氧化与耐腐蚀性:
高铬含量(~22%)形成稳定、致密的 Cr₂O₃ 保护膜,抵抗高温氧化。
对渗碳、渗氮环境有良好抵抗力,适用于含碳氢化合物的热处理炉等。
在热硫酸、硝酸、磷酸及多种化工介质中耐蚀性良好,优于许多奥氏体不锈钢。
良好的抗应力腐蚀开裂性能。
良好的热稳定性与长期组织稳定性:
通过添加微量的镧(La)和硼(B),显著改善长期高温服役后的组织稳定性,减少有害相的析出,保持韧性。
优秀的成形性与焊接性:
固溶态具有良好的冷热加工成形能力(相对其他高温合金)。
焊接性能良好,可采用常规方法(TIG、MIG、焊条电弧焊等),通常选用匹配焊材如 Haynes 230®焊丝或焊条。需注意焊后热处理要求(通常不需要固溶,但需消除应力)。
物理与机械性能 (常温):
密度: 约 8.97 g/cm³。
熔点范围: 约 1300°C - 1370°C。
抗拉强度: ≥ 760 MPa (典型固溶态)。
屈服强度 (0.2% 偏移): ≥ 310 MPa (典型固溶态)。
延伸率: ≥ 40% (典型固溶态)。
弹性模量: 约 210 GPa。
三、 关键生产控制要点 (质量保障核心)
冶炼: 采用真空感应熔炼 + 电渣重熔或真空电弧重熔工艺,严格控制杂质元素(S, P, Pb, Bi等)和气体含量(O, N, H),确保纯净度与组织均匀性。
热加工: 精确控制锻造、轧制或挤压的温度、变形量和冷却速率,避免开裂并获得均匀细晶组织。
冷加工: 控制冷轧/冷拔的道次变形量和中间/最终热处理,确保尺寸精度、表面质量和性能。
热处理: 固溶处理是关键步骤。通常在 1200°C 左右进行水淬或快速空冷,使碳化物等充分溶解,获得均匀的过饱和固溶体,优化综合性能(强度、塑性、耐蚀性)。
表面处理: 酸洗去除氧化皮,抛光或磨光达到要求的表面光洁度(如 ASTM B829 规定)。
无损检测: 100% 涡流检测或超声波检测是保证无缝管冶金质量和完整性的必备手段(ASTM B622 等标准强制要求)。
尺寸与公差: 严格执行产品标准(如 ASTM B829, EN ISO 1127)对管材外径、壁厚、长度、直度、圆度的要求。
四、 典型应用领域 (采购需求来源)
高温换热设备: 管式换热器、转化炉管、裂解炉管(石化、化工、煤化工)。
燃烧系统: 燃烧室部件、火焰稳定器、喷嘴、燃气轮机过渡段(航空、能源)。
热处理工业: 辐射管、马弗罐、料筐、风扇(渗碳、渗氮、烧结炉)。
核工业: 高温气冷堆热交换部件。
航空航天: 火箭发动机部件。
环保与能源: 垃圾焚烧、生物质发电、IGCC 系统中的高温部件。
五、 供应链建议 (采购实践要点)
明确标准: 采购合同中必须清晰指定材料牌号(如 UNS N06230 或 DIN 2.4694)、执行标准(如 ASTM B622)、尺寸规格、热处理状态(通常是固溶态)、无损检测要求(NDT)、表面要求、检验规范等。
供应商资质: 选择具备完善高温合金熔炼、热加工、冷加工、热处理和检测能力的专业生产商或授权分销商。考察其质量体系认证和过往业绩。
质量证明: 要求提供符合标准的材质证明书(MTC),包含熔炼炉号、化学成分分析、力学性能测试(包括高温性能,如合同要求)、热处理记录、无损检测报告等。
特殊要求: 如有特殊晶粒度要求、更严格的化学成分控制、附加腐蚀试验等,需在询价和合同中明确提出。
总结:
镍基合金 2.4694 (Haynes 230®) 无缝管凭借其卓越的高温强度、优异的抗氧化耐蚀性、良好的热稳定性和加工性能,成为极端高温、腐蚀性环境下的关键材料。采购员需深入理解 ASTM B622、EN 10216-5 等核心标准对材料化学成分、力学性能(尤其高温性能)、尺寸公差、无损检测和质保文件的要求,严格把控供应商资质和产品质量证明,才能确保采购的管材满足严苛的工程应用需求。其价值在于为高温高压、强腐蚀工况提供可靠、长寿命的解决方案。
补充说明: 实际采购中,还需根据具体应用工况(温度、压力、介质、寿命要求等),在标准基础上可能提出更细化的技术要求(如特定温度下的蠕变数据、晶粒度级别、特殊无损检测方法等)。
上海商虎高温合金(Superalloys)是指能在600°C以上高温及复杂应力环境下长期工作的金属材料,广泛应用于航空航天、能源、化工等领域。其牌号体系多样,主要分为国际通用牌号(欧美体系) 和 中国国家标准牌号(GB体系) 两大类:
一、 主要分类及代表性牌号
镍基高温合金(应用最广泛)
常见国际牌号:
Inconel 系列: Inconel 600, Inconel 625, Inconel 718 (应用最广的航空发动机材料之一), Inconel X-750, Inconel 617, Inconel 738, Inconel 939, Inconel 740H
Hastelloy 系列: Hastelloy X, Hastelloy C-276, Hastelloy B-3 (更侧重耐腐蚀,但也具高温性能)
Waspaloy (典型涡轮盘/叶片材料)
Rene 系列: Rene 41, Rene 80, Rene 88DT, Rene N5 (先进单晶/粉末合金)
Udimet 系列: Udimet 500, Udimet 520, Udimet 720
Nimonic 系列: Nimonic 75, Nimonic 80A, Nimonic 90, Nimonic 105, Nimonic 115, Nimonic 263
Alloy 系列: Alloy 800H/HT, Alloy 825, Alloy 230
Haynes 系列: Haynes 230, Haynes 282, Haynes 214
Mar-M 系列: Mar-M 247 (铸造叶片), Mar-M 200, Mar-M 002
CMSX 系列: CMSX-4, CMSX-10 (单晶合金)
其他: IN-100, IN-713C, IN-738LC, IN-939, Nimonic PE16, RR1000, ME3, TMS 系列 (日本)
中国牌号 (GH系列):
变形合金: GH4169 (对应Inconel 718), GH3030, GH3039, GH3044, GH3128, GH3625 (对应Inconel 625), GH4099, GH4133, GH4141, GH4163, GH4738 (对应Waspaloy), GH5188 (对应Haynes 188,实为钴基), GH5605 (对应L605,实为钴基)
铸造合金: K403, K405, K406, K417, K417G, K418, K419, K423, K424, K438, K640 (司太立合金,钴基)
粉末合金: FGH4095, FGH4096, FGH4097, FGH4098, FGH4102
单晶合金: DD3, DD4, DD6, DD8, DD9, DD10, DD32, DD33, DD407
铁镍基高温合金(以铁、镍为主要基体)
常见国际牌号:
Incoloy 系列: Incoloy 800, Incoloy 800H/HT, Incoloy 825, Incoloy 901, Incoloy 903, Incoloy 907, Incoloy 909, Incoloy 925, Incoloy MA956 (ODS合金)
Pyromet 系列: Pyromet CTX-1 (如A-286)
A-286 (Fe-25Ni-15Cr,应用广泛)
N155 (Multimet)
19-9 DL
中国牌号 (GH系列):
变形合金: GH2018, GH2036, GH2038, GH2130, GH2132 (对应A-286), GH2135, GH2136, GH2302, GH2747, GH2901 (对应Incoloy 901), GH2903, GH2907, GH2909, GH2984, GH3128 (实为镍基,常被归类讨论)
铸造合金: K213, K214
钴基高温合金
常见国际牌号:
Haynes 系列: Haynes 25 (L-605), Haynes 188, Haynes R-41 (实为镍基)
Stellite (司太立) 系列: Stellite 6B, Stellite 21, Stellite 31
Ultimet
FSX-414
MAR-M 509, MAR-M 302
E1, X-40, X-45, WI-52
中国牌号:
变形合金: GH5188 (对应Haynes 188), GH5605 (对应Haynes 25/L-605)
铸造合金: K640 (系列牌号,如K640M),DZ40M
司太立合金: STL6, STL12, STL21等。
二、 牌号说明要点
体系差异:
欧美牌号: 多为厂商注册商标或通用名称 (如Inconel, Hastelloy, Waspaloy, Rene),或标准号 (如A-286对应AMS 5525/5731等)。
中国牌号 (GB):
GH:表示“高合”,即高温合金。后接4位数字。
K:表示“铸造”高温合金。
FGH:表示“粉末冶金”高温合金。
DD:表示“定向凝固”或“单晶”高温合金。
DZ:表示“定向凝固柱晶”高温合金。
JG:表示“精密铸造”高温合金(较少用)。
STL:表示司太立(钴基)铸造合金。
对应关系: 许多中国牌号有对应的国际牌号(如GH4169≈In718, GH2132≈A-286),但性能指标和工艺细节可能有差异。选材时务必查阅具体标准和技术条件。
状态与工艺: 同一牌号可能有不同状态(如固溶态、时效态)或不同工艺(变形、铸造、粉末、单晶),性能差异巨大。牌号本身通常不直接体现状态,需额外注明(如IN718 Bar, Solution Treated & Aged)。
专有牌号: 大型制造商(如GE, Rolls-Royce, Safran)常有自己内部研发的专有牌号,不公开或仅在特定供应链内使用。
新合金发展: 新型高温合金(如含Re/Ru的高代次单晶合金、氧化物弥散强化ODS合金、高熵合金等)不断涌现,其牌号可能不完全遵循上述体系。
三、 选择高温合金需考虑的关键因素
最高使用温度
承受的应力类型和水平(蠕变、疲劳、持久)
环境(氧化、热腐蚀、气氛)
所需的成形/加工/连接工艺(锻造、铸造、粉末冶金、焊接性)
成本
总结: 高温合金牌号繁多,体系复杂。了解其分类(镍基/铁镍基/钴基)和主要牌号系列(如Inconel, Incoloy, Hastelloy, Waspaloy, Rene, GH, K)是基础。在实际应用选材时,必须根据具体的服役条件、性能要求和工艺可行性,查阅详尽的材料标准(如AMS, GB, HB)、材料数据手册或咨询材料供应商/专家,才能做出准确的选择。以上列举的是一些最常用和最具代表性的牌号,远非全部。