Nimonic80A合金成分、抗拉、屈服、密度、硬度全览

Nimonic 80A合金百科解析

Nimonic 80A是一种经典的镍基高温合金，属于Nimonic合金家族中的早期成员，也是应用极为广泛的一种。它以其在高温环境下优异的强度、卓越的抗蠕变性能和良好的抗氧化性而闻名。本文将系统地解析其化学成分、关键力学性能（抗拉强度、屈服强度、硬度）、物理性能（密度）以及主要的执行标准。

一、 合金成分解析

Nimonic 80A是一种通过沉淀硬化来获得强度的合金。其成分设计精密，每种元素都扮演着关键角色：

镍：作为基体元素，镍提供了稳定的面心立方奥氏体结构，这是合金具备优异高温强度和耐腐蚀性的基础。

铬：主要目的是提供出色的抗氧化和抗腐蚀能力。铬能在合金表面形成一层致密且附着力强的氧化铬保护膜，使其在高温燃气环境中保持稳定。

铝和钛：这是合金沉淀强化的关键元素。在特定的热处理过程中，它们会与镍形成共格有序的金属间化合物γ‘相。这些细小的、弥散分布的γ’相是Nimonic 80A高强度，特别是高温强度的最主要来源。铝和钛的含量需要精确控制以达到最佳的强化效果。

碳：与合金中添加的少量钛形成碳化钛，起到晶界强化的作用，有助于改善蠕变性能。

钴、铁、锰、硅等：这些是辅助元素或不可避免的杂质。钴可以替代部分镍，进一步固溶强化基体；铁和锰的含量被控制在较低水平，以确保合金性能的纯净度和一致性。

简而言之，Nimonic 80A的成分是典型的“镍-铬基体 + 铝钛强化”模式，奠定了其作为高温结构材料的基石。

二、 关键力学与物理性能指标

以下数据均基于该合金在标准热处理状态下的典型值，具体数值会因产品形式（棒材、板材等）、规格和热处理批次的微小差异而略有不同。

1. 抗拉强度与屈服强度
Nimonic 80A的强度性能高度依赖于测试温度。在室温下，其性能非常优异。经过标准的热处理后，其典型的室温力学性能为：

抗拉强度：不低于1100 MPa。这是一个衡量材料在断裂前所能承受的最大应力的指标。

屈服强度：不低于700 MPa。这表示材料开始产生明显塑性变形的应力值，是设计部件时更关键的参数，因为它代表了材料的“弹性极限”。

随着温度升高，大多数金属材料的强度会急剧下降，但Nimonic 80A的下降幅度相对平缓。在750°C至800°C的高温区间，它依然能保持相当高的强度，这是其能够胜任高温工作的核心原因。

2. 硬度
硬度是材料抵抗局部塑性变形（如压痕）能力的度量。Nimonic 80A在经过固溶和时效处理后，其室温硬度通常达到洛氏硬度HRC 34以上（约相当于布氏硬度HB 320左右）。较高的硬度也反映了其良好的耐磨性和整体强度。

3. 密度
Nimonic 80A的密度约为 8.19 g/cm³。作为一个参考，钢铁的密度通常在7.85 g/cm³左右。这意味着Nimonic 80A比普通钢略重，这是由其高含量的镍、铬等重元素决定的。在需要进行重量优化的航空航天应用中，这是一个需要考虑的因素，但其优异的高温性能优势往往足以弥补重量的轻微增加。

三、 主要执行标准

Nimonic 80A是一种高度标准化的材料，其生产、检验和验收均遵循严格的国际和国家标准。常见的标准包括：

航空标准：AMS 5668 是应用最广泛的标准之一，主要针对航空航天用的镍基合金棒材、锻件和环件，规定了详细的化学成分、力学性能和热处理要求。

美国材料与试验协会标准：ASTM B637 适用于高温服役用的沉淀硬化镍基合金棒材和锻件。

英国标准：BS HR 501 是Nimonic系列合金的起源标准之一，对Nimonic 80A有明确的规定。

中国国家标准：与之对应的中国标准主要有 GB/T 14992（高温合金牌号）和 GB/T 14997（高温合金锻件）等，其中会规定类似成分和性能的合金牌号。

在选择材料时，明确所需遵循的执行标准是至关重要的，因为不同标准对某些微量杂质元素或性能测试条件的要求可能存在细微差别。

总结

Nimonic 80A凭借其以镍-铬为基、铝-钛强化的科学成分设计，实现了高强度、高硬度与优异高温耐久性的完美平衡。其高达1100 MPa以上的抗拉强度、700 MPa以上的屈服强度以及约8.19 g/cm³的密度，使其在650°C至815°C的工作温度区间内成为关键部件的理想选择。通过遵循如AMS 5668等严格的国际标准，确保了其在全球范围内质量的一致性和可靠性。尽管随着科技发展，出现了性能更高的新一代高温合金，但Nimonic 80A因其成熟的工艺、稳定的性能和成本效益，至今仍在航空发动机、燃气轮机等领域发挥着不可替代的作用。

详细分析

1. 基本信息（源自公开工商信息）

成立时间：2003年07月08日（截至2024年，已运营超过21年，不属于新公司，有一定的行业积淀）。

经营范围：主要涵盖有色金属、金属材料、矿产品、化工产品等的销售，以及从事货物及技术的进出口业务。

2. 优势与积极方面

经验与存续时间：成立超过10年，表明公司在市场竞争中生存了下来，拥有一定的客户资源、供应链关系和行业经验。

地理位置：位于上海这一全国金融、贸易和物流中心，信息灵通，交通便利，便于开展国内及进出口业务。

资质齐全：拥有“货物进出口”资质，意味着可以开展国际贸易业务，这对于有色金属这类大宗商品贸易非常重要。

他们主营的镍基合金通常包括以下几大类和具体牌号：

一、 高温合金系列

这类合金在高温下具有优异的强度、抗蠕变和抗氧化能力。

Inconel 系列：

Inconel 600： 耐高温、耐腐蚀，常用于热处理设备、化学处理行业。

Inconel 601： 极高的抗氧化性，常用于热处理炉构件、工业炉。

Inconel 625： 明星产品，具有优异的疲劳强度和抗氯离子应力腐蚀开裂能力，广泛应用于海洋、航空航天和化工领域。

Inconel 718： 最广泛使用的高温合金之一，在高温下具有极高的强度，是航空发动机和燃气轮机关键部件的首选材料。

Inconel X-750： 通过时效硬化获得高强度，用于燃气轮机零件、火箭发动机部件。

Hastelloy 系列：

Hastelloy C-276： 王牌耐腐蚀合金，对多种苛刻的化学介质有极佳的耐腐蚀性，是化工行业的标杆材料。

Hastelloy C-22： 比C-276更优异的抗点蚀和缝隙腐蚀能力，用于更苛刻的环境。

Hastelloy B-2/B-3： 专门抵抗还原性介质（如盐酸、硫酸）的腐蚀。

二、 耐腐蚀合金系列

这类合金在常温或中温下对各类酸、碱、盐等腐蚀介质有极强的抵抗力。

Monel 系列：

Monel 400： 对氢氟酸、海水、碱液等有极佳的耐蚀性，常用于海洋和化工环境。

Monel K-500： 在Monel 400的基础上增加了强度，具有磁性，用于泵轴、油阀等。

其他镍铜、镍铬合金：

Alloy 20： 优异的抗硫酸腐蚀能力，常用于硫酸环境下的化工设备。

Nickel 200/201： 纯镍，具有优异的耐腐蚀性和导电性，常用于处理苛性碱的环境。

三、 精密合金系列

这类合金具有特殊的物理性能，如低膨胀、恒弹性等。

Invar 36： 因瓦合金，具有极低的热膨胀系数，用于精密仪器、航空航天领域需要尺寸稳定的零件。

Ni-Span-C 902： 恒弹性合金，其弹性模量在一定温度范围内基本恒定，用于高级传感器和精密弹簧。

产品形态

上海商虎通常提供上述合金的多种形态的原材料，包括：

板材、带材

棒材、线材

管材、管件（无缝管、焊管、弯头、三通等）

法兰、锻件

焊材（焊条、焊丝）

重要提示：

具体库存和牌号可能变动： 以上列出的是镍基合金的常见牌号，但公司的具体库存和主营产品可能会根据市场需求和采购情况发生变化。

最佳确认方式： 要获取最准确、最及时的产品信息，强烈建议您直接联系上海商虎有色金属有限公司的销售或客服人员。他们可以提供最新的产品目录、技术参数、价格和现货情况。

官网查询： 您可以访问他们的官方网站（如果有的話）来查看详细的产品介绍。

希望以上信息能对您有所帮助！如果您有特定的应用场景或介质环境，也可以提出，这样可以更有针对性地推荐合适的合金牌号。