鎳基變形高溫合金
美國(guó)型號(hào)：InconelX-750 / N07750
GH145/GH4145中國(guó)品牌
德國(guó)品牌:Nicr15Fe7Tial
NC15FetNBA法國(guó)品牌
日本品牌號(hào):NCF750
一、InconelX-750 簡(jiǎn)述
InconelX-以750鋁合金為主γ′[Ni3(Al、Ti、Nb)]鎳基高溫合金進(jìn)行時(shí)效強(qiáng)化，在980℃以下具有良好的耐腐蝕性和抗氧化能，在800℃以下具有較高的抗壓強(qiáng)度，在540℃以下具有較強(qiáng)的耐松性和焊接性。該合金材料主要用于制造800℃以下飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)形零件、零件、螺母等耐腐蝕強(qiáng)度相對(duì)較高的零件，以及540℃以下相關(guān)工作中等或低應(yīng)力的平面扭轉(zhuǎn)彈簧和壓縮彈簧。該合金材料主要用于制造800℃以下飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)形零件、零件、螺母等耐腐蝕強(qiáng)度相對(duì)較高的零件，以及540℃以下相關(guān)工作中等或低應(yīng)力的平面扭轉(zhuǎn)彈簧和壓縮彈簧。它也可用于制造小型汽輪機(jī)渦輪葉片和其他零件。可供應(yīng)的類型有板材、非晶帶材、棒材、鑄鋼件、環(huán)狀件、絲材和管材。
1.1 InconelX-750 材料牌號(hào) InconelX-750
1.2 InconelX-750 相仿型號(hào) GH145/GH4145(中國(guó)) NC15FetNBA(法國(guó))，NCF750（日 本）
1.3 InconelX-750 原材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范
1.4 InconelX-750 成分 如表1-1。
表1-1 %
C
Cr
Ni Co
Al
Ti
Fe
Nb Ta
Co
Mn
Si
S
Cu
P
不得超過(guò)
≤0.08
14.0～17.0
≥70.0
0.40～1.00
2.25～2.75
5.00～9.00
0.70～1.20
1.00
1.00
0.50
0.010
0.50
0.015
注：Mn在表格中、Si是棒、鑄鋼件、環(huán)狀件和絲材成分，板材、非晶帶材及管材為：ω(Mn)≤0.35%,ω(Si)≤0.35%。
1.5 InconelX-750 熱處理工藝規(guī)章制度 淬火和回火規(guī)章制度在板、帶、管道供應(yīng)狀態(tài)下980℃±15℃，風(fēng)冷。
1.5 InconelX-750 熱處理工藝規(guī)章制度 淬火和回火規(guī)章制度在板、帶、管道供應(yīng)狀態(tài)下980℃±15℃，風(fēng)冷。材料和零件的中間熱處理工藝規(guī)章制度應(yīng)分別選擇以下加工工藝進(jìn)行熱處理工藝。
淬火：955～1010℃，水冷散熱。
焊件焊接前淬火：980℃，1h。
焊件清除應(yīng)力退火：900℃，保濕2h。
清除應(yīng)力退火：885℃±15℃，24h，風(fēng)冷。
1.6 InconelX-750 類型、規(guī)格、型號(hào)、供貨情況 棒材、鑄鋼件、環(huán)狀件、熱軋鋼板、冷軋鋼板、非晶帶材、管材、絲材可供應(yīng)各種規(guī)格型號(hào)。
板材和非晶帶材一般在熱扎或冷扎、淬火或固溶處理、酸洗鈍化拋光后供貨。
棒材、鑄鋼件和環(huán)狀件可在鍛造或熱處理狀態(tài)下供應(yīng)；鍛造后也可及時(shí)處理；棒材可在固溶處理后拋光或車(chē)光供應(yīng)。當(dāng)訂單信息標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)，冷拔可到位。
及時(shí)處理和消除氧化層后供應(yīng)管道。
固溶處理時(shí)可供應(yīng)絲材；對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)孔徑或厚度在6.35mm以內(nèi)的絲材，可固溶50%～冷拔變形供應(yīng)65%；標(biāo)準(zhǔn)孔徑或周長(zhǎng)超過(guò)6.35mm的絲材，及時(shí)處理，冷拔變形供應(yīng)不少于30%。根據(jù)需要時(shí)效處理標(biāo)準(zhǔn)孔徑或周長(zhǎng)不超過(guò)0.65mm的絲材，然后以不低于15%的冷拔變形供貨。
1.7 InconelX-750 冶煉與鍛造工藝 鋁合金選用中頻爐加真空泵自耗重熔、真空泵磁感應(yīng)加電渣、電渣加真空泵自耗重熔或真空泵磁感應(yīng)加真空泵自耗重熔。
1.8 InconelX-750 使用概述和特殊要求 該合金材料主要用于制造平面圖波形彈簧、軸向壓縮彈簧、螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧、彈簧卡圈、密封環(huán)等耐腐蝕零件，其中飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)操作溫度在540℃以內(nèi)。
二、Inconel X-750 物理和化學(xué)特性
2.1 Inconel X-750 熱穩(wěn)定性
2.1.1 Inconel X-750 熔融溫度范疇 1395～1425℃。
2.1.2 Inconel X-750 導(dǎo)熱系數(shù) 如表2-1。
表2-1[1]
θ/℃
50
100
300
500
900
λ/（W/（m·℃））
14.7
15.9
20.1
25.1
37.3
2.1.3 Inconel X-750 熱膨脹系數(shù) 如表2-2。
表2-2[2]
θ/℃
20～200
20～300
20～400
20～500
20～600
20～700
20～800
α/10-6℃-1
13.1
13.5
14.1
14.4
15.0
15.6
16.2
2.2 Inconel X-750相對(duì)密度 ρ=8.25g/cm3[7]。
2.3 Inconel X-750電氣性能 50℃后的電阻ρ=1.22×10-6Ω.m[6]。
2.3 Inconel X-750電氣性能 50℃后的電阻ρ=1.22×10-6Ω.m[6]。
三、InconelX-750物理性能
InconelX-750標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定的非晶帶材、板材及管材的室內(nèi)溫度物理性能如表3-1所示。
表3-1
種類
規(guī)格型號(hào)δ/mm
熱處理工藝規(guī)章制度
σb/MPa
σP0.2/MPa
δ4D/%
φ/%
HRC
非晶帶材
交貨狀態(tài)
≤930
-
≥18
-
-
交貨狀態(tài)＋730℃±10℃，爐冷55℃/h或620℃±10℃，8h，風(fēng)冷，總時(shí)效性時(shí)間不低于18小時(shí)
≥1105
-
≥12
-
≥30
板才
≤0.60
交貨狀態(tài)
≤930
≤515
≥30
-
-
>0.60
≤930
≤515
≥35
-
-
板才
交貨狀態(tài)＋730℃±10℃，爐冷55℃/h或620℃±10℃，8h，風(fēng)冷，總時(shí)效性時(shí)間不低于18小時(shí)
≥1170
≥795
≥18
-
≥32
管材
交貨狀態(tài)
≤965
≤550
≥35
-
-
交貨狀態(tài)＋730℃±10℃，爐冷55℃/h或620℃±10℃，8h，風(fēng)冷，總時(shí)效性時(shí)間不低于18h
≥1170
≥790
≥15
-
-
注：固溶處理980℃±15℃，保溫時(shí)間適中，風(fēng)冷或空氣冷卻，去除氧化層。
InconelX-750標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定的絲材的室內(nèi)溫度物理性能如表3-2所示。
表3-2
種類
規(guī)格型號(hào)/mm
熱處理工藝規(guī)章制度
圓形絲
方或扁型絲
σb/MPa
σb/MPa
絲材
≤6.35
A類，交貨狀態(tài)
≥1310
≥1210
>6.35～15.88
≥1110
≥1110
≤0.65
B類，交貨狀態(tài)
≤1030
>0.65～12.70
895～1140
≥0.30～6.35
A類，交貨狀態(tài)＋650℃±10℃,4h,風(fēng)冷
≥1520
>6.35～10.60
≥1380
>10.60～15.90
≥1240
≥0.30～6.35
A類，交貨狀態(tài)＋1150℃±10℃，2h，風(fēng)冷，＋840℃±10℃，24h，風(fēng)冷，＋650℃±10℃，20h，風(fēng)冷
≥1030
>6.35～15.90
≥1000
≤0.65
B類＋730℃±10℃,16h，風(fēng)冷
≥1070
>0.65～12.70
≥1140
注：在冷拔至成品之前，交貨狀態(tài)為1090～1200℃下的某一環(huán)境溫度及時(shí)處理，然后按以下要求進(jìn)行冷拔；
A類：與6.35毫米的絲材相比，標(biāo)準(zhǔn)孔徑或周長(zhǎng)不大，冷拔變形程度為50%～65%；冷拔變形程度在30%以上的標(biāo)準(zhǔn)孔徑或周長(zhǎng)超過(guò)6.35mm的絲材。
B類：絲材的標(biāo)準(zhǔn)孔徑或周長(zhǎng)不得超過(guò)0.65mm，冷拔變形程度為15%。
B類：絲材的標(biāo)準(zhǔn)孔徑或周長(zhǎng)不得超過(guò)0.65mm，冷拔變形程度為15%。
InconelX-可見(jiàn)表3-3.750棒材、鍛材和環(huán)狀件標(biāo)準(zhǔn)的連續(xù)性。
表3-3[3]
θ/℃
σ/MPa
t/h
δ4D/%
730℃±3℃
362
≥23
≥5
四、Inconel X-750 組織架構(gòu)
4.1 Inconel X-750相變溫度 γ′逐漸沉淀的環(huán)境溫度約為600℃，沉淀高峰約800℃，900℃逐漸回溶，大部分在970℃時(shí)融解。
4.2 Inconel X-750時(shí)長(zhǎng)-環(huán)境溫度-機(jī)構(gòu)變化曲線圖
4.3 Inconel X-750合金組織結(jié)構(gòu) 鋁合金經(jīng)規(guī)范熱處理工藝后，其機(jī)構(gòu)由γ基材、Ti(C、N)、Nb(C、N)、M23C6滲碳體和γ′[Ni3(Al、Ti、Nb)]相組成，γ′成分約為14.5%，是鋁合金的重要加固階段。
五、 InconelX-750使用性能及要求
5.1 InconelX-750成型特性 鋁合金鍛造溫度為1220～950℃中間容易成型。鑄鋼初軋煅燒時(shí)，其加熱溫度可從1200℃開(kāi)始。為了使鑄鋼或棒獲得更好的機(jī)構(gòu)和性能，應(yīng)在相應(yīng)較低的條件下進(jìn)行后續(xù)煅燒加熱溫度。最后鍛造的環(huán)境溫度應(yīng)不少于950℃。鋁合金應(yīng)在強(qiáng)成型工藝后進(jìn)行及時(shí)處理。
5.2 InconelX-750焊接性 鋁合金焊接性強(qiáng)，可進(jìn)行相應(yīng)的電焊，但大截面零件難以進(jìn)行電弧焊，但小截面零件和不銹鋼具有良好的焊接特性。淬火或及時(shí)處理后必須進(jìn)行電焊，焊后應(yīng)進(jìn)行及時(shí)處理，選擇980℃，保濕補(bǔ)水0.5h或900℃保濕補(bǔ)水2h。焊接組合件進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，可獲得類似于徹底熱處理狀態(tài)的強(qiáng)度。
5.3 InconelX-750零件熱處理方法 零件的熱處理工藝應(yīng)在無(wú)硫的中性或還原氣氛中進(jìn)行，以避免硫化橡膠。零件應(yīng)保證在870～在650℃之間解決“熱-冷”問(wèn)題，對(duì)于大截面零件，為避免裂縫，時(shí)效處理后應(yīng)在空氣中制冷。
成品零件尾熱處理工藝：
在600℃左右工作，規(guī)定長(zhǎng)期蠕變性能的部件：
固溶處理：1150℃±15℃,保溫2～4h,風(fēng)冷；
時(shí)效性：845℃±15℃，保溫24小時(shí)，風(fēng)冷 705℃±15℃，24小時(shí)保溫，風(fēng)冷。
在600℃以下工作中，規(guī)定室內(nèi)溫度和高溫拉伸強(qiáng)度的部件：
固溶處理：980℃±15℃，保溫1h，風(fēng)冷；
時(shí)效性：730℃±15℃，隔熱8h，50℃/h爐冷至620℃±10℃，保溫8h，風(fēng)冷。
環(huán)狀件一般采用以下熱處理工藝規(guī)章制度：
固溶處理：1095℃：±15℃，保溫2-4h，風(fēng)冷；
時(shí)效性：845℃±15℃，保溫24小時(shí)，空或冷至爐 705℃±15℃，保溫20h，風(fēng)冷。
在600℃以下的環(huán)境溫度下使用棒材和鑄鋼件時(shí)，應(yīng)選擇以下規(guī)章制度進(jìn)行熱處理工藝：
均勻化：885℃±15℃，保溫24h，風(fēng)冷；
時(shí)效性：705℃±15℃，保溫20±1h,風(fēng)冷。
退火材料、非晶帶材、扭簧板帶、絲材可采用以下規(guī)章制度進(jìn)行熱處理：
時(shí)效性：1)705℃±15℃，保溫22小時(shí)，風(fēng)冷；
2）760℃±10℃，保溫1h，風(fēng)冷。
固溶處理：980℃±15℃，保溫1h，風(fēng)冷；
時(shí)效性：730℃±10℃，隔熱8h，50℃/h爐冷至 620℃±10℃，保溫8h，風(fēng)冷。
5.4 InconelX-750表面處理技術(shù)
5.5 InconelX-750磨削加工及切削特性 鋁合金可在各種情況下進(jìn)行機(jī)械加工制造，淬火或固溶處理機(jī)械加工制造性能良好。
InconelX-750適用范圍：
該合金材料主要用于制造平面圖波形彈簧、軸向壓縮彈簧、螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧、彈簧卡圈、密封環(huán)等耐腐蝕零件，其中飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)操作溫度在540℃以內(nèi)。
