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Incoloy 901 (UNS N09901)镍基合金综合指南

发布:sonhooalloy 浏览:5460698次

什么是 Incoloy 901?

镍基合金 Incoloy 901 的 Cr 含量通常为 11.0~14.0%,镍含量为 40.0~45.00%。 Incoloy 901 合金是一种含钼和铜的镍基合金,具有良好的热加工和冷加工性能。 Incoloy 901 是一种 以 Fe-43Ni-12Cr 为基础并添加了钛、铝和钛的金氏体时效硬化合金它是一种等效的强化元素,含有少量的硼和低碳。 它是一种亚稳态γ“[Ni3(Ti, Al)] 相分散增强剂,少量的铝可以抑制 γ” 向 η-Ni3Ti 相的转化。
Incoloy 901 合金在 650°C 以下具有高屈服强度和耐久强度,在 760°C 以下具有良好的抗氧化性,长期使用后组织稳定性好。 这种合金是一种相对成熟的合金,是在早期开发的。 它广泛用于生产旋转盘(涡轮盘、压缩机盘、轴颈等)、静态结构件、航空涡轮机、在 650°C 以下运行的地面燃气涡轮发动机。 零件,例如外圈和外紧固件。

标准库存规格

  • UNS N90901

  • AMS 5660 系列

  • AMS 5661 系列

  • B50A305B

  • Verkrkstov 2.4662

  • DIN 1.4898 标准

  • AISI 681、68


常见商品名称

  • Incoloy 901 (美国)

  • Nimonic 901 (英国)

  • Z8NCDT42 (法国)

  • 2.4662(德国)

  • GH901 (中国)

镍基合金 Incoloy 901 (UNS N09901) 的化学成分 (%)

合金 901 对喷气发动机运行中常见的大气具有出色的耐腐蚀性。 它的抗垢性比 309 型和 310 型不锈钢等合金略差。

C≤

Si≦

锰≦

P≤

S≤

铬≧

镍≧

莫≧

铜≤

0.02-0.06

0.40

0.50

0.020

0.008

11.0-14.0

40.0-45.0

5.0-6.5

0.20

另一个

乙≦

阿尔≤

钛≤

铁≦

Bi≤

潜在客户 ≦

白银≦

注≤

0.01-0.02

0.30

2.80-3.10

边缘

0.0001

0.001

0.0005


镍基合金 Incoloy 901 的典型机械性能 (UNS N09901)

拉伸性能

固溶处理:2000°F (1093°C),2 小时,水冷。 稳定:1425°F (774°C) 4 小时,风冷。 成熟度: 1350°F (732°C),24 小时,风冷。

车轮试驾
温度

0.2% 偏置
服强度


极限
抗拉强度

% 伸长率
2 英寸

面积减少
%

°F

°C

KSI

Mpa

KSI

Mpa

票价:70
800
1000
1200
1300
1400
1500

票价:21.1
427
538
649
704
760
816

票价:125.0
116.5
113
117
114
102.5
79

票价:862
803
779
807
786
707
545

票价:175
159
156
150
130
107.5
81 元

票价:1207
1096
1076
1034
896
741
559

15.0
16.0
17.0
14.0
11.5
9.0
13,0

19.0
25.5
29.0
21.0
15.5
14.5
20,0

应力断裂强度

固溶处理:2000°F (1093°C),2 小时,水冷。 稳定:1425°F (774°C) 4 小时,风冷。 成熟度: 1350°F (732°C),24 小时,风冷。

车轮试驾
温度

导致破裂的应力

°F

°C

10 小时

100 小时

1000 小时

KSI

Mpa

KSI

Mpa

KSI

Mpa

1000
1200
1350
1500

538
649
732
816

-
96.5
60
35

-
665
414
241

票价:120
90
51
22.5

827
621
352
155

100
75
33
11

689
517
228
76

物理性质 镍基合金 Incoloy 901 (UNS N09901)

  • 密度,磅/立方英寸.......................................................................... 0.294

  • 毫克/立方米.......................................................................... 8.14

  • 熔程 °F.................................................................. 2335-2455

  • °C.................................................................. 1280-1345

  • 比热,Btu/lb-°F............................................................. 0.103

  • J/千克-°C........................................................................ 431

  • 200 欧斯特 (15.9 kA/m) 时的磁导率......................................1.013

  • 膨胀系数,68-212°F,10(-6) 英寸/英寸°F.................. 7.50

  • 20-100°C、æm/m-°C........................。 13.50

  • 电阻率,ohm-cir mil/ft.................................................. 674

  • æê-m.............................................................. 1.12

镍基合金Incoloy 901 (UNS N09901)的热处理固溶处理

在 1975/2025°F (1080/1107°C) 下加热 2小时,然后用水冷却。

稳定化过程

在 1400/1475°F (760/802°C) 下保持 2~4 小时,然后风冷。

沉淀硬化处理

在 1300/1375°F (704/746°C) 下保持 24 小时,然后风冷。

镍基合金Incoloy Incoloy 901 的冶炼和铸造工艺 (UNS N09901)

该合金采用真空感应和真空电弧重熔双重工艺,或真空感应和电渣重熔工艺生产。

镍基合金 Incoloy 901 的加工性 (UNS N09901)热加工

合金 901 在 2050°F (1121°C) ~ 1850°F (1010°C) 的金属温度下锻造。 轻度高温作业可以持续到 1600°F (871°C),但不能低于。 在快速操作期间,金属温度不应超过 2050°F (1121°C)。 钢坯必须装入热炉中并迅速加热至沉淀硬化范围。

焊接

合金 901 可以通过惰性气体电弧法焊接。 焊接困难。 所有焊接必须在固溶处理状态下进行。 冷作件在焊接前必须坚决。 焊接后,建议在稳定和老化处理之前进行坚决处理。

镍基合金Incoloy901 (UNS N09901)的应用领域

这种合金在国外被广泛用作在 650°C 以下运行的飞机发动机和地面燃气轮机的旋转部件和紧固件,使用寿命长。 它也用于中国飞机发动机,是一种通过使用测试的成熟合金。 合金锻造已经进步,如果工艺参数的选择或操作不当,其性能就会有明显的方向性,可能会引起缺口敏感,但只要工艺严格,就不会出现这种现象。 这种合金的膨胀系数接近铁素体热强合金钢,因此可以连接 XNUMX 种材料,对热平衡没有特殊要求。


  • 硫磺酸洗厂中使用的加热管、容器、篮子和链条。

  • 海水冷却换热器、水产品管道系统、酸性气体环境管道。

  • 磷酸生产中的热交换器、蒸发器、清洗、浸入管等。

  • 炼油中的空气热交换器。

  • 食品工程、化学过程。

  • 用于高压氧气应用的阻燃合金。

  • 热交换管

  • 管件

  • 法兰

  • 电子管

交货状态:

  • 无缝管:固溶体+酸性白色,长度可设定;

  • 板:固溶、酸洗、修整。

  • 焊管:固溶体酸性白+RT%探伤;

  • 锻造:退火 + 汽车抛光。 棒材经过锻造和轧制、表面抛光或车辆抛光。

  • 带材在冷轧、固溶软态和脱氧后交付。

  • 我们提供固溶体盘、直带和固溶直带,这些带材是在轻质状态下将线材精细粉碎制成的。

热处理对 GH901 合金组织和硬度的影响

对GH901高温合金在不同温度下进行固溶处理和时效处理后的显微组织观察和硬度测试,分析各种因素对合金硬度的影响。 结果表明,GH901合金的粒度与硬度值之间的关系不适用于HP关系。 初级时效温度对合金的硬度有重大影响。
GH901 合金是一种镍含量高的 Fe-Ni 合金。 这种合金在高温下具有高强度和抗氧化性,即使在 650°C 下长时间使用后仍具有稳定的组织和性能,并具有优异的综合性能。 GH901 合金在英国、美国等国家的喷气发动机中得到广泛应用。 在中国合金引进方面,我们主要生产涡轮盘、压缩机盘、轴颈和发动机用固体零件。 随着某些发动机的国产化,对 GH901 合金的需求将显着增加。 GH901合金主要通过锻造、固溶和时效处理形成,以获得所需的组织。 在实际生产中,经常会出现合金的硬度不合格或设定下限的情况。 鉴于这种情况,本文试图阐明合金硬度值低的原因。 本文对 GH901 合金进行不同温度热处理后,进行了金相观察和硬度测试,分析了不同时效温度对 GH901 合金组织和硬度的影响。

1. 测试材料和测试方法

选用GH901高温合金进行工厂复检,近年来按材料标准进行生产热处理系统:1090°C×3h,WC;775°C×3h,AC;720°C×24h,AC。 测试用合金固溶处理系统 1090°C×3h,水冷; 老化温度为 600、700、775、800、900°C,老化时间为 3h,老化时间为 3h。 老化处理在 600°C 下进行,老化时间为 700 h。 为了保留合金的热组织,从炉中取出试样后立即用水淬火。
首先,去除试样表面的氧化膜,然后用布氏硬度计测量合金经过各种时效处理后的硬度值。 使用的压头直径约为 5 mm,载荷为 7.5 kN,载荷时间为 12 秒。 冶金试件用 Nimonecle 腐蚀溶液腐蚀,腐蚀后,用金相显微镜观察和拍照试件,对晶粒进行分级。

2. 测试结果

2.1 各种热处理后合金的金相组织

图 1 显示了 GH901 合金在各种热处理后的金相微观组织。 如图 1(a) 所示,可以看出,固溶处理后合金的晶界平直干净。 随着时效温度的升高,合金的晶粒尺寸略有增加,其粒度基本为 1~2 级,或接近 2 级,如图 1(b)~(f) 所示。 图 1 (g) 是 GH901 合金在合金金相组织完成后进行二次时效的情况,与图 1 (d) 相比,可以看出合金在二次时效后晶粒尺寸的变化并不明显。

2.2 各种热处理后合金的硬度

表 1 显示了 GH901 合金在各种热处理后的布氏硬度值。 由此可见,经过不同的热处理后,合金的硬度变化很大,只使用固溶处理时合金的硬度最低,而固溶温度低时合金的硬度较高。


图 1 不同热处理条件下 GH901 合金的显微组织表 1 GH901 合金在不同热处理后的布氏硬度。

热处理计划

乙型

1050°C×3h(WC)

152

1090°C×3h(WC)

143

1090°C×3h (WC) +600°C×3h (交流)

148

1090°C×3h (WC) +700°C×3h (交流)

195

1090°C×3h (WC) +775°C×3h (交流)

343

1090°C×3h (WC) +800°C×3h (交流)

339

1090°C×3h (WC) +900°C×3h (交流)

226

1090 °C x 3 小时 (WC) + 775 °C x 3 小时 (AC) + 720 °C x 24 小时 (AC)

345

GH901 合金时效温度与硬度的关系曲线如图 2 所示。 可以看出,合金在 600~775°C 范围内进行了时效处理,硬度值随着时效温度的升高而逐渐增加。 在 775 °C 时,合金的硬度值达到最大值 343 HB。 当时效温度超过 800°C 时,合金的硬度随着时效温度的升高而降低。 900°C的时效硬度值低于800°C,仅为226HB。 第 345 次时效后,合金的硬度值略微增加至 XNUMX HB。


图 2 GH901合金在不同温度下时效处理后的硬度变化曲线。


4. 结论


  • (1)随着时效温度的升高,GH901合金的晶粒尺寸略有增加,但晶粒尺寸保持在1~2级左右。

  • (2) 在不同温度下热处理后,合金的硬度变化很大。 如果合金的硬度最低,则只进行固溶处理。 随着时效温度的升高,合金的硬度值先增加后降低。 在 775°C 的时效温度下,合金的硬度达到最大值 343 HB。

  • (3) 对于 GH901 合金,时效处理对合金晶粒尺寸的影响不明显,对硬度值、HP 的关系不适用。 时效过程的调整对合金的硬度起着重要作用。



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