Nimonic 80a:對基於鎳的超合金性能的全面分析

上海雄獅金屬有限公司鎳基合金事業部

1。化學成分

元素組成(wt%)在合金中的作用
鎳 (Ni)76-80基本矩陣,主要加強元件
鉻 (Cr)19-21日腐蝕和氧化阻力
鈦(Ti)1.6-2.4降水硬化
鋁 (Al)0.9-1.5氧化耐藥性,金屬間形成
碳(C)≤0.1控制微觀結構穩定性

2。機械性能比較

財產Nimonic 80a鉻鎳鐵合金718Hastelloy X
拉伸強度(兆帕)800-10001240-1380650-750
屈服強度(MPa)350-4501100-1250300-380
伸長率(%)15-2510-1820-30
工作溫度(°C)500-850650-800600-900

3。性能特徵

高溫氧化耐藥性

  • 優秀的氧化物膜形成
  • 保持高達750°C的強度
  • 規模的生長和散佈

微結構加強機制

  1. 實心溶液加強(NI矩陣)
  2. 降水硬化(NI3TI)
  3. 分散加強(碳化物,金屬間)

4。典型的應用程序字段

產業應用領域關鍵要求
航太渦輪葉片、燃燒室高強度,溫度抗性
發電燃氣輪機組件,熱交換器熱穩定性,耐腐蝕性
化學加工反應容器,蒸餾柱積極的環境表現
核工業反應堆組件,傳熱設備長期穩定性,輻射阻力

5。比較性能分析

優於其他基於鎳的合金

  • 優質的高溫強度
  • 優異的氧化抗性
  • 良好的蠕變阻力
  • 比一些異國情調的超級合金更具成本效益

限制

  • 與某些Hastelloy等級相比,較低的耐腐蝕性
  • 更複雜的處理要求
  • 比標準不銹鋼更高的成本

6。加工建議

處理階段推薦參數
熱工作溫度1100-1200°C
解決方案處理1093-1204°C,水淬火
老化治療718-760°C,4-8小時
焊接需要專門的程序
最高連續使用溫度850°C

7。微觀結構見解

相組成

  • γ(鎳)基質
  • γ“(Ni3ti)沉澱
  • Cr-Cr-Crich碳化物
  • 小型金屬間

加強機制

固體溶液加強,降水硬化和細碳化物分佈的結合提供了出色的高溫機械性能。

結論

Nimonic 80a代表了一個高級基於鎳的超級合金,其高溫高壓應用具有出色的性能。其獨特的微觀結構設計提供了強度,氧化能力和熱穩定性的平衡組合。

推薦的選擇標準

  • 高溫應用(500-850°C)
  • 中等腐蝕性環境
  • 用熱循環進行機械載荷
  • 航空航天和工業渦輪機械組件

未來的前景

對合金修飾和加工技術的持續研究將進一步增強尼羅尼克80a和類似基於鎳的超合金的性能。