Ni36CrTiAlMo5镍基合金光棒与管件百科解析

Ni36CrTiAlMo5镍基合金光棒与管件百科解析

一、核心定位与成分奥秘
Ni36CrTiAlMo5（又称Incoloy 901/UNS N09901）属沉淀强化型铁镍基高温合金，在700℃以下展现卓越综合性能：

基础骨架： 镍(Ni)≈36% + 铁(Fe)≈余量 → 稳定奥氏体基体

强化引擎： 钛(Ti) + 铝(Al) → 形成γ'-[Ni₃(Ti,Al)]时效强化相

抗蚀铠甲： 铬(Cr)≈12-14% → 高温抗氧化/腐蚀屏障

高温卫士： 钼(Mo)≈5-6% → 提升蠕变强度及固溶强化

二、严苛生产标准体系

环节

核心标准

关键控制点

材料冶炼

ASTM B637 / AMS 5661 / GB/T 15062

真空感应+电渣重熔，确保超低S、P杂质(≤0.015%)

棒材成型

AMS 5661 (航空) / ASTM B637 (通用)

精确控制热轧/冷拔变形量，保障晶粒度≥ASTM 5级

管件制造

ASTM B829 (无缝管通则) / 定制技术协议

冷轧+退火循环工艺，壁厚公差±10%，内表面粗糙度Ra≤3.2μm

热处理

AMS 5661：固溶(1090℃±10℃/AC) + 时效(775℃±8℃/8h/AC)

温度均匀性±5℃，防止γ'相粗化或析出不均

无损检测

超声波(AMS 2631B) + 渗透(AMS 2647)

棒材100%超声探伤，管件内外表面荧光渗透

三、卓越性能解码

热膨胀性能：
20-600℃平均热膨胀系数 1.5×10⁻⁶/℃，与高温合金、陶瓷匹配性极佳，解决热应力难题。

高温强度：
700℃/1000h持久强度＞230MPa（远超304不锈钢的80MPa），蠕变变形率＜0.2%。

环境耐受性：
在650℃空气中氧化增重 ＜0.5mg/cm²/100h，抗渗碳及盐雾腐蚀能力优异。

工艺兼容性：
固溶态硬度HRC≤25，可切削加工；时效后HRC≥30，需磨削或电加工。

四、关键应用领域

航空引擎： 涡轮盘紧固件、燃烧室支撑环（符合FAA EASA适航材料认证）

能源装备： 核电蒸发器传热管、地热深井阀门（满足ASME III核级认证）

精密仪器： 光学平台支架、半导体热处理夹具（依赖其超低热变形特性）

五、采购核心关注点

认证溯源： 要求供应商提供AMS 5661或等同标准质保书，确认熔炼炉号及热处理批记录。

性能验证： 强制要求随货提供第三方高温拉伸（≥650℃）及金相检测报告。

特殊要求： 深加工管件需明确内壁抛光等级（如电解抛光EP）、钝化标准（ASTM A967）。

失效预防： 关注Ti/C比值（宜≥2.5）以避免晶界η-Ni₃Ti相脆化。

结语
Ni36CrTiAlMo5凭借其独特的热机械性能组合，成为高温高应力环境下的不可替代材料。采购过程中需深度介入技术标准验证，建立从熔炼到成型的全链条质量追溯体系，方能保障其在关键装备中的可靠服役。

镍基高温合金种类繁多，应用广泛，牌号体系也因国家、标准组织和制造商而异。以下是上海商虎有色金属有限公司一些常见且重要的镍基高温合金牌号，按不同的体系分类介绍：

一、 国外常用商业牌号 (主要是美国)

Inconel 系列 (Special Metals Corporation - SMC， 原国际镍公司INCO):

Inconel 600: 经典的固溶强化合金，耐腐蚀、耐热，用于热交换器管、化工设备等。

Inconel 601: 高温抗氧化性优异，用于热处理设备、石化裂解管等。

Inconel 617: 高温强度、抗氧化和抗蠕变性好，用于燃气轮机燃烧室、高温换热器等。

Inconel 625: 优异的耐腐蚀性（尤其点蚀、缝隙腐蚀）和良好强度，广泛用于海洋、化工、航空航天。

Inconel 690: 抗应力腐蚀开裂能力极强，用于核电站蒸汽发生器传热管。

Inconel 718: 应用最广泛的沉淀强化合金，综合性能好，加工性能优异。用于航空发动机涡轮盘、压气机盘、叶片、紧固件、火箭发动机等。对应国内GH4169。

Inconel X-750: 沉淀强化合金，高温强度好，用于燃气轮机叶片、弹簧、紧固件等。

Inconel 738/738LC: 铸造高温合金，用于燃气轮机和航空发动机涡轮叶片。

Inconel 939: 铸造高温合金，性能优于738，用于先进燃气轮机叶片。

Inconel 740H: 用于先进超超临界电站锅炉过热器/再热器管。

Hastelloy 系列 (Haynes International):

Hastelloy X: 固溶强化合金，高温抗氧化、抗热腐蚀性好，用于燃气轮机燃烧室部件、工业炉构件。对应国内GH3536。

Hastelloy C-276: 极佳的耐全面腐蚀和局部腐蚀能力，用于苛刻的化工环境。

Hastelloy C-22: 耐腐蚀性优于C-276，用于强氧化性介质。

Hastelloy B-2/B-3: 耐还原性酸腐蚀。

Hastelloy S: 用于强氧化性环境下的高温部件。

Haynes 系列 (Haynes International):

Haynes 188: 钴基合金，但镍含量高，常归类讨论。优异的抗氧化和抗热疲劳性，用于燃气轮机燃烧室。

Haynes 230: 固溶强化镍基合金，高温强度、抗氧化性和长期稳定性好，用于燃烧室、换热器等。

Haynes 242: 沉淀强化合金，低膨胀系数、高强度，用于密封环、紧固件等。

Haynes 282: 新型沉淀强化合金，高温强度、蠕变和疲劳性能优异，可替代Waspaloy/René 41，用于涡轮盘、环件等。

Haynes 263: 沉淀强化合金，用于涡轮环、燃烧室部件。

Haynes 625: 同Inconel 625。

Waspaloy (原由Pratt & Whitney开发):

经典的沉淀强化合金，用于航空发动机涡轮盘、叶片等高温高应力部件。对应国内GH4738。

René 系列 (GE Aviation):

René 41: 高强度沉淀强化合金，用于喷气发动机高温部件（如后涡轮盘、叶片），但焊接性差。

René 77: 铸造合金，用于导向叶片。

René 80: 铸造合金，用于涡轮叶片。

René N4, René N5, René N6: 第二代、第三代单晶高温合金，用于最先进的航空发动机高压涡轮叶片。

René 88DT: 粉末冶金涡轮盘合金，用于高性能发动机。

Udimet 系列 (Special Metals Corporation):

Udimet 500: 沉淀强化合金。

Udimet 520: 高强度合金。

Udimet 700: 高强度沉淀强化合金，用于涡轮盘、叶片。

Udimet 720/720Li: 高性能涡轮盘合金（锻件和铸件）。

其他重要牌号:

Nimonic 系列 (英国): Nimonic 75, 80A, 90, 105, 115, 263等，与Inconel/Waspaloy类似，广泛用于航空发动机。

Alloy 800/800H/800HT: 铁镍铬合金，耐高温腐蚀，用于换热器管、炉管等。

Alloy 825: 铁镍铬合金，耐腐蚀性好，用于化工、海洋。

Mar-M 系列 (Martin Marietta): Mar-M 200, 247, 421等，著名铸造高温合金，用于涡轮叶片。

CMSX 系列 (Cannon-Muskegon): CMSX-4, CMSX-10等，高性能单晶高温合金。

PWA 系列 (Pratt & Whitney): PWA 1480, 1484等，单晶合金。

二、 国内牌号体系

中国的高温合金牌号主要采用“GH”前缀（“高合”拼音首字母）加数字编号。

变形高温合金:

GH3030: 固溶强化，抗氧化，用于燃烧室等。

GH3039: 固溶强化，抗氧化性更好。

GH3044: 固溶强化，性能类似Hastelloy X，用于燃烧室。对应Hastelloy X。

GH3128: 固溶强化，综合性能好，用于燃烧室火焰筒等。

GH3536: 固溶强化，耐腐蚀，对应Hastelloy X。

GH3625: 固溶强化，耐腐蚀，对应Inconel 625。

GH4169: 最重要和应用最广的沉淀强化变形合金，对应Inconel 718。用于涡轮盘、环件、叶片、紧固件等。

GH4099: 沉淀强化，高性能合金。

GH4133/4133B: 沉淀强化，用于涡轮盘。

GH4141: 沉淀强化，对应Inconel X-750。

GH4163: 沉淀强化。

GH4738: 沉淀强化，对应Waspaloy。

GH4742: 高性能涡轮盘合金。

GH5188: 固溶强化钴基合金，对应Haynes 188。

铸造高温合金:

Kxxx: 采用“K”前缀加数字（通常三位数）。例如：

K403: 等轴晶铸造，用于涡轮叶片。

K405, K406: 等轴晶。

K417/K417G: 等轴晶，用于涡轮叶片。

K418/K418B: 等轴晶，广泛用于涡轮叶片。

K419: 等轴晶。

K423, K424: 等轴晶。

K438, K438G: 抗热腐蚀性好，用于舰船/工业燃气轮机叶片。

K4002: 定向凝固合金。

K4037: 单晶合金。

K406C: 定向凝固抗热腐蚀合金。

DZxxx: 定向凝固柱晶合金。例如：DZ4, DZ22, DZ125, DZ406。

DDxxx: 单晶合金。例如：DD3, DD4, DD5, DD6, DD8, DD9, DD10, DD11, DD32, DD33, DD406等。数字越大通常代表越新一代。

粉末高温合金:

FGHxx: 采用“FGH”前缀加数字。例如：

FGH95: 早期粉末盘合金。

FGH96: 高性能粉末涡轮盘合金。

FGH97: 更高性能粉末盘合金。

FGH98: 高性能粉末盘合金。

FGH99: 先进粉末盘合金。