美标牌号:AMS 5537, AMS 5754, ASTM F90, UNS R30605
Haynes 25是一种固溶强化型钴铬钨镍合金,专为极端环境设计,兼具:
超强高温性能:可在1200°C下长期工作,短期耐受1600°C;
卓越抗氧化性:铬元素(20%)形成致密Cr₂O₃氧化膜,抵抗硫化物/熔盐腐蚀;
优异机械强度:高温抗蠕变性优于多数镍基合金;
良好成形性:支持冷热加工(锻造、轧制)、焊接(TIG/电子束)。
航空发动机
燃烧室衬套、涡轮密封环、喷口调节片
替代镍基合金减轻重量,提升耐热效率
医疗植入器械
心血管支架(生物相容性+MRI兼容性)
骨科手术工具(耐磨抗腐蚀)
工业高温设备
热处理炉辊、核电阀门密封件、化工催化部件
高温稳定性
钨(15%)+钼(微量)强化晶界,抑制高温软化;
800°C时抗拉强度仍达450 MPa(高于304不锈钢3倍)。
耐腐蚀设计
铬+镍(10%)双屏障:抗酸性气体、熔融玻璃侵蚀;
通过ASTM G48氯化物点蚀测试(临界温度>40°C)。
加工与焊接
冷加工:需中间退火(1175°C)消除应力;
焊接:优先选用Haynes 25焊丝,焊后无需热处理。
标准认证
航空件必查AMS 5754(熔炼工艺要求);
医疗件符合ASTM F90(杂质元素控制)。
材料形态选择
薄板(0.1-3mm):用于冲压支架/密封片;
棒材/锻件(Φ20-300mm):适用高负荷结构件。
成本优化建议
非承压部件可选用低钴版本(如Haynes 188);
批量采购时优先指定“电弧炉+真空精炼”工艺。
供应商质控重点
碳含量控制(0.05-0.15%):过高导致晶界碳化物脆化;
氧含量≤100ppm:防止高温晶界氧化失效。
特性 | Haynes 25 | 镍基合金625 |
最高使用温度 | 1200°C | 980°C |
热膨胀系数 | 低(12.5 μm/m·℃) | 高(15.3 μm/m·℃) |
生物相容性 | 优异(Co-Cr系) | 镍过敏风险 |
采购决策提示:需高温强度+抗热疲劳场景选Haynes 25;强酸环境优选镍基合金。
应力腐蚀开裂:避免在550-750°C长期服役(碳化物析出敏感区);
磨损失效:表面喷丸处理提升疲劳寿命(HV>300可硬化)。
结语:Haynes 25是解决超高温+中强腐蚀工况的标杆材料,采购中需紧扣成分合规性、工艺认证、形态适配性三大维度,可显著提升高价值设备可靠性。
镍钴合金(或更准确地说,以镍和钴为主要基体元素的合金)种类繁多,尤其在要求高强度、高韧性、优异耐腐蚀性、高温性能或特殊功能(如低膨胀、磁性)的领域应用广泛。以下是上海商虎有色金属有限公司一些重要的镍钴合金牌号和类别:
一、 高性能合金(通常归类为镍基或钴基高温/超合金)
MP35N / UNS R30035 / ASTM F562 / Co-35Ni-20Cr-10Mo:
特点: 最著名的镍钴铬钼合金之一。具有极高的强度(通过冷加工和时效硬化可达240 ksi以上)、极佳的耐腐蚀性(媲美纯钛,优于不锈钢和镍基合金)、优异的生物相容性、良好的抗应力腐蚀和抗氢脆性能。
应用: 医疗植入物(起搏器导线、脊柱植入物)、深海油气设备、航空航天紧固件、弹簧、化学工业关键部件。
MP159 / UNS R30159 / Co-35Ni-20Cr-7Mo-15Fe-0.6Ti-0.1Al:
特点: MP35N的改进型,加入了铁、钛、铝。通过热处理(时效硬化)获得超高强度(可达280-300 ksi),同时保持MP35N的优异耐蚀性。加工硬化能力稍弱于MP35N。
应用: 航空航天超高强度紧固件、高性能弹簧、赛车部件、需要超高强度和耐蚀性的领域。
Haynes® 25 / L605 / UNS R30605 / Co-20Cr-15W-10Ni:
特点: 虽然常称为钴基合金,但镍是重要合金元素(~10%)。具有优异的高温强度、良好的抗氧化和耐腐蚀性(尤其抗硫化)、良好的成形性和焊接性。
应用: 燃气轮机部件(叶片、燃烧室)、航空航天发动机部件、高温炉构件、化工设备。
Haynes® 188 / UNS R30188 / Co-22Cr-22Ni-14W-3Fe-0.1C-0.03La:
特点: 另一种重要的钴镍铬钨合金。在高温下具有极好的抗氧化性、良好的抗热腐蚀性、优异的抗蠕变和疲劳强度、良好的成形性和焊接性。
应用: 航空发动机燃烧室衬套、导向叶片、工业燃气轮机高温部件、热处理炉构件。
Nimonic® 系列 (如 Nimonic 80A, 90, 105, 115 等):
特点: 传统上归类为镍基高温合金,但许多牌号(如Nimonic 90, 105)含有显著比例的钴(~15-20%)。钴的加入能有效提高合金的高温强度和抗蠕变能力。
应用: 涡轮发动机叶片、涡轮盘、高温紧固件、核反应堆部件。
Inconel® 718:
特点: 非常著名的镍基高温合金(Ni-52%, Cr-19%, Fe-18.5%, Nb-5.1%, Mo-3.0%, Ti-0.9%, Al-0.5%),通常钴含量不高(<1%)。但因其重要性且部分变种或特定应用场景下会涉及钴元素调整,值得提及。以其高强度、优异的耐腐蚀性、良好的焊接性和成形性著称。
应用: 航空航天发动机、燃气轮机、石油天然气工业、汽车涡轮增压器。
二、 弹性合金/低膨胀合金
Ni-Span-C® 902 / UNS N09902 / Fe-42Ni-5Cr-2.5Ti-0.4Al:
特点: 铁镍铬合金,有时加入少量钴或归类于此。具有恒弹性模量(Elinvar特性) 和低热膨胀系数,可通过时效硬化获得高强度。
应用: 精密仪器弹簧、钟表游丝、传感器元件、要求尺寸稳定性的部件。
Kovar® / ASTM F15 / Fe-29Ni-17Co:
特点: 经典的铁镍钴低膨胀合金。其热膨胀系数与硬玻璃、陶瓷(如氧化铝)非常匹配,以实现气密封接。
应用: 电子封装(集成电路、晶体管、二极管外壳与玻璃/陶瓷的封接)、真空管、激光器、航空航天电子。
三、 磁性合金
Permendur / 2V Permendur / Fe-49Co-2V:
特点: 铁钴钒软磁合金。在所有软磁材料中具有最高的饱和磁感应强度。矫顽力较低,磁导率高(尤其在高磁场下)。
应用: 电磁铁极头、航空发电机、高灵敏度传感器、扬声器磁路、需要高Bs的器件。
Supermendur / Fe-49Co-2V (特殊处理):
特点: 成分与2V Permendur相同,但通过特殊的轧制和热处理工艺(形成立方织构),获得更高的磁导率和更低的铁损。
应用: 对性能要求极高的变压器铁芯、磁放大器、精密电磁器件。
四、 耐腐蚀钴基合金
Elgiloy® / Phynox® / UNS R30003 / Co-40Cr-20Ni-16Fe-7Mo-2Mn:
特点: 虽然钴是主要基体元素,但镍是重要的合金元素(~15-20%)。具有优异的耐腐蚀性(尤其生理环境)、良好的机械性能(可通过冷加工强化)、良好的抗疲劳性和生物相容性。
应用: 医疗植入物(心血管支架、导管导丝、矫形器械)、弹簧、耐腐蚀紧固件、深海设备。
重要提示
牌号体系复杂: 同一种合金材料可能有多个商业牌号(如MP35N, UNS R30035, ASTM F562)、通用牌号(如L605)或专利牌号(如Haynes 25, Elgiloy)。
归类模糊: 严格区分“镍钴合金”与“镍基合金(含钴)”或“钴基合金(含镍)”有时界限并不分明。很多高性能合金都是多主元(Ni, Co, Cr, Fe等)的复杂体系。
成分范围: 牌号标准通常规定主要元素的范围,具体成分可能因生产商和批次略有差异。
性能与应用: 选择合金牌号时,必须根据具体的应用需求(强度、温度、腐蚀环境、磁性、膨胀系数、生物相容性、成本等)进行详细评估。强烈建议查阅特定合金牌号的详细材料数据手册,并咨询材料供应商或工程师。
加工状态: 许多合金(如MP35N, MP159, Elgiloy)的性能(尤其是强度)强烈依赖其加工状态(固溶态、不同程度冷加工态、时效态)。不同状态下的性能差异巨大。