钴基高温合金 Udimet 188 热轧棒材/圆管百科解析

钴基高温合金 Udimet 188 热轧棒材/圆管百科解析

一、材料概述

Udimet 188 是一种钴基沉淀硬化型高温合金，专为极端高温、高应力及强腐蚀环境设计。其以钴（Co）为主要基体，通过精密调配的合金元素实现卓越的高温强度、抗氧化性、抗热腐蚀性及长期组织稳定性。热轧态棒材/圆管是其在工业中最常见的供应形态之一，适用于后续锻造、机加工或直接用于高温结构件。

二、核心化学成分（典型范围）

钴（Co）： 基体（约35-40%），提供高温强度基础及抗热腐蚀骨架。

铬（Cr）： 20-23% → 核心抗氧化/抗热腐蚀元素，形成保护性Cr₂O₃氧化膜。

镍（Ni）： 20-22% → 稳定奥氏体基体，提升韧性与工艺性。

钨（W）： 13-15% → 关键固溶强化元素，显著提升高温蠕变强度。

钼（Mo）： 少量添加 → 辅助固溶强化，增强抗蠕变能力。

铝（Al） + 钛（Ti）： 总约3% → 形成γ' [Ni₃(Al,Ti)] 沉淀强化相，提供主要强度来源。

镧（La）： 微量（~0.03-0.05%）→ 显著改善氧化膜粘附性，提升长期抗氧化能力。

碳（C）、硼（B）、锆（Zr）： 微量 → 晶界强化，优化高温持久性能。

铁（Fe）、锰（Mn）、硅（Si）等： 严格控制杂质含量（通常<1%）。

上海商虎有色金属有限公司：成立于 2003 年，地处上海。是一家以生产销售、现货仓储特种合金为主要业务的公司，专业生产特种合金和镍基合金，品种涵盖哈氏合金、蒙乃尔、因科乃尔、因科洛伊、镍等高温合金、耐蚀合金。该公司有着杰出的研发、生产、销售和技术支持团队，累积了丰富的炼钢、轧钢、锻造、扎管经验。供货形态包括钢带、板、管、棒及各类锻件、法兰等。

一、英科乃尔：

UNS N06600、Alloy20、Alloy600、UNS N06601、Inconel601、Alloy601、UNS N06Alloy20、InconelAlloy20、AlloyAlloy20、Inconel690、Inconel718、InconelX-750

二、英科：

UNS NO8800、Incoloy800、Alloy800\UNS NO8811、Incoloy800H、Alloy800H/800HT、UNS NO8825、Incoloy825、Alloy825

三、Carpenter20合金：

Alloy20cb-3、UNS NO8020

四、蒙乃尔：

Monel400\NO4400\Alloy400\MonelK500\NO5500

五、哈氏合金：

Hastelloy C-276、C-22、C-4、Hastelloy B、B-2、B-3、Hastelloy X、G、G2、G3、Hastelloy G30

六、固溶强化性铁镍基合金：

NS111、NS112、NS113、NS131、NS141、NS142、NS143

七、固溶强化型镍基合金：

NS311、NS312、NS313、NS314、NS315、NS321、NS322、NS331、NS332、NS333、NS334、

NS335、NS336、NS341

八、时效强化型镍基合金：

NS411

九、固溶强化型铁基合金：

GH1015、GH1035、GH1040、Alloy20、3J53十、时效硬化性铁基合金：

GH2018、GH2036、Alloy20、Alloy20、GH2132/SUH660、Alloy20、GH2136、GH2302

十一、固溶强化型镍基合金：

Alloy20、Alloy20、GH3044、GH3028

十二、时效硬化型镍基合金：

GH4033、GH4037、GH4043、GH4049、GH4133、GH4133B、GH4169

十三、奥氏体不锈钢:

904L（UNS N08904）、Nitronic60(S21800）、nitronic50(XM-19)/S20910、304L、316Ti、316N、316LN、316Mod、317L、317LN、309S、310S、304N

十四、复合式不锈钢：

SAF2205（F51）、SAF2507（F53）、S32760、254SMo（F44、DIN1.4529）、329J1（0Cr26Ni5Mo2）、SAF2506、0Cr17Mn13Mo2N(A4钢)

十五、沉淀硬化不锈钢

17－4PH(SUS630、S17400、0Cr17NiCu4Nb)、17-7PH（SUS631、0Cr17Ni7Al)、15-7Mo（SUS632、0Cr15Ni7Mo2Al）、15-5PH VAR(S15500、0Cr15Ni5Cu3Nb)

十六、其它：

可伐合金4J29 Kovar，Invar合金4J36 Invar合金、4J34，4J46，4J32，4J42

三、关键性能特点（针对热轧态）

卓越高温强度：
在 650-900°C 区间保持超高强度与抗蠕变能力，显著优于多数镍基合金，尤其适合燃气轮机热端部件。

优异抗氧化/热腐蚀性：
高Cr含量及La微合金化赋予其在含硫燃料燃烧环境（如燃机）和氧化气氛下极佳的表面稳定性，寿命长。

良好组织稳定性：
长期高温服役下析出相（如σ相）倾向低，性能衰减缓慢，可靠性高。

热加工性能：
热轧工艺成熟，可生产大尺寸棒材/管材。但合金强度高、变形抗力大，需在严格控制温度/速率下进行。

机加工性：
热轧态硬度较高（通常HRC 30+），属难加工材料。需采用硬质合金刀具、低速大进给、充分冷却，成本较高。

四、典型应用领域（对应热轧棒/管）

航空发动机： 涡轮导向叶片、燃烧室部件、高温密封环。

工业燃气轮机： 透平叶片、喷嘴、火焰筒、过渡段。

能源与石化： 高温阀门、炉用辐射管、裂解管、耐磨耐蚀部件。

航天推进： 火箭发动机高温结构件。

五、热轧产品供应形态与规格

形态： 实心圆棒（Rod）、无缝圆管（Tube）。

尺寸范围：

棒材： 常见直径 Φ20mm - Φ300mm+ (更大尺寸需定制)。

管材： 外径 Φ25mm - Φ150mm+，壁厚根据需求定制。

表面状态： 热轧态（黑皮）、剥皮/磨光（Bright Turned/Polished）、喷砂等。

交货状态： 通常为热轧态（Hot Rolled） + 固溶处理（Solution Annealed），确保组织均匀，便于后续成形或时效硬化。

六、采购需重点关注要素

标准认证：
确认符合关键标准如 AMS 5798 (棒、锻件)、AMS 5803 (薄板、带材，管材可参考) 或特定行业/客户规范（如GE、P&W、Siemens等内部标准）。

化学成分符合性：
要求供应商提供熔炼炉号及权威第三方成分报告（光谱+湿法），尤其关注Cr, W, Ni, Al, Ti, La关键元素及杂质控制。

力学性能保证：
索取热轧+固溶态室温/高温拉伸、硬度测试报告。虽最终性能依赖时效，但基础状态需达标。

微观组织与洁净度：
评估晶粒度（通常要求均匀细晶）、非金属夹杂物级别（尽量低）、无有害相析出（如初生碳化物、σ相）。

无损检测（NDT）：
对关键应用，要求超声波探伤（UT） 报告（如按AMS 2631），确保内部无超标缺陷（裂纹、夹杂、缩孔）。管材还需涡流（ET）或水压测试。

尺寸与表面质量公差：
严格按图纸/标准验收直径、圆度、直度（棒材）、壁厚均匀性（管材）及表面缺陷（划伤、折叠、裂纹）。

可追溯性：
完整的材料追溯链（熔炼→浇注→热加工→热处理→检验）至关重要，每批次材料应有唯一标识。

供应商资质：
选择具备航空/燃机材料生产经验、完善质保体系（如AS9100, NADCAP热处理/NDT认证）的合格供方。钴基合金冶炼和热加工技术门槛高。

成本与交期：
高合金含量（尤其Co, W）及严苛工艺导致成本显著高于普通不锈钢及部分镍基合金。长周期冶炼加工，需预留充足采购时间。

七、总结

Udimet 188热轧棒材/圆管是应对超高温、强腐蚀、高应力工况的顶级钴基合金解决方案。采购时需深度关注其成分精确性、高温性能数据、微观组织质量、无损检测结果及供应商综合实力。其高昂成本与加工难度要求采购决策必须精准匹配应用需求（如确需其独特的900°C级性能），并建立严格的供应链质量控制体系，确保材料可靠性满足航空、能源等高端装备的严苛要求。

此解析旨在为采购员提供清晰、实用的技术认知框架，助力其在选型、供应商评估、合同技术要求制定及来料检验等环节做出专业决策。