Inconel X-750

一、Inconel X-750概述 

InconelX-750合金主要是以γ′[Ni3(Al、Ti、Nb)]相進(jìn)行時效強(qiáng)化的鎳基高溫合金，在980℃以下具有良好的耐腐蝕和性能，800℃以下具有較高的強(qiáng)度，540℃以下具有較好的耐松弛性能，同時還具有良好的成形性能和焊接性能。該合金主要用于制造航空發(fā)動機(jī)在800℃以下工作并要求強(qiáng)度較高的耐腐蝕的環(huán)形件、結(jié)構(gòu)件和螺栓等零件、在540℃以下工作的具有中等或較低應(yīng)力并要求耐松弛的平面彈簧和螺旋彈簧。還可用于制造氣輪機(jī)渦輪葉片等零件。可供應(yīng)的品種有板材、帶材、棒材、鍛件、環(huán)形件、絲材和管材。

1.1InconelX-750材料牌號InconelX-750

1.2InconelX-750相近牌號GH145/GH4145(中國),NiCr15Fe7TiAl(德國),NC15FeTNbA(法國),NCF750（日本）

1.3InconelX-750材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

Q/3B4088-1994《InconelX-750合金毛細(xì)管材》

Q/3B4098-1995《InconelX-750合金絲材》

Q/3B4198-1993《InconelX-750合金冷軋板材、帶材》

1.4InconelX-750化學(xué)成分見表1-1。

表1-1% 

注：表中Mn、Si為棒、鍛件、環(huán)形件和絲材含量，板材、帶材和管材為：ω(Mn)≤0.35%,ω(Si)≤0.35%。

1.5InconelX-750熱處理制度板、帶、管材供應(yīng)狀態(tài)的固溶熱處理制度980℃?15℃，空冷。材料及零件的中間熱處理制度，可分別選擇下列工藝進(jìn)行熱處理。

退火：955～1010℃，水冷。

焊接件焊接前退火：980℃，1h。

焊接件消除應(yīng)力退火：900℃,保濕2h。

消除應(yīng)力退火：885℃?15℃，24h,空冷。

1.6InconelX-750品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)可以供應(yīng)各種規(guī)格的棒材、鍛件、環(huán)形件、熱軋板、冷軋板、帶材、管材和絲材。

板材和帶材一般于熱軋或冷軋、退火或固溶、酸洗拋光后供應(yīng)。

棒材、鍛件和環(huán)形件可于鍛態(tài)或熱軋狀態(tài)供應(yīng)；也可于鍛后固溶處理供應(yīng)；棒材可于固溶后磨光或車光供應(yīng)，當(dāng)訂單有要求時，可于冷拉狀態(tài)就位。

管材于固溶處理并清除氧化皮后供應(yīng)。

絲材可于固溶狀態(tài)供應(yīng)；對于標(biāo)稱直徑或厚度在6.35mm以下的絲材，可固溶后并以50%～65%的冷拉變形供應(yīng)；標(biāo)稱直徑或邊長大于6.35mm的絲材，固溶處理后以不小于30%的冷拉變形供應(yīng)。對于標(biāo)稱直徑或邊長不大于0.65mm的絲材，根據(jù)要求固溶處理后以不小于15%的冷拉變形供應(yīng)。

1.7InconelX-750熔煉與鑄造工藝合金采用電弧爐加真空自耗重熔、真空感應(yīng)加電渣、電渣加真空自耗重熔或真空感應(yīng)加真空自耗重熔。

1.8InconelX-750應(yīng)用概況與特殊要求該合金主要用于制造航空發(fā)動機(jī)工作溫度在540℃以下的耐腐蝕的平面波形彈簧、周向螺旋彈簧、螺旋壓簧、彈簧卡圈和密封圈等零件。

二、InconelX-750物理及化學(xué)性能 

2.1InconelX-750熱性能

2.1.1InconelX-750熔化溫度范圍1395～1425℃。

2.1.2InconelX-750熱導(dǎo)率見表2-1。

表2-1[1] 

2.1.3InconelX-750線膨脹系數(shù)見表2-2。

表2-2[2] 

2.2InconelX-750密度ρ=8.25g/cm3[7]。

2.3InconelX-750電性能50℃時的電阻率ρ=1.22?10-6Ω.m[6]。

三、InconelX-750力學(xué)性能 

InconelX-750技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的帶材、板材和管材的室溫力學(xué)性能見表3-1。

表3-1 

注：交貨狀態(tài)為固溶980℃?15℃，保溫適當(dāng)時間，空冷或快冷，去除氧化皮。

InconelX-750技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的絲材的室溫力學(xué)性能見表3-2。

表3-2 

注：交貨狀態(tài)，絲材在冷拉至成品前，在1090～1200℃內(nèi)的某一溫度固溶處理，然后按下述規(guī)定進(jìn)行冷拉；

A類：標(biāo)稱直徑或邊長不大與6.35mm的絲材，冷拉變形量為50%～65%；標(biāo)稱直徑或邊長大于6.35mm的絲材，冷拉變形量為30%以上。

B類：標(biāo)稱直徑或邊長不大于0.65mm的絲材，冷拉變形量為15%左右。

InconelX-750棒材、鍛材和環(huán)形件標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的持久性能見表3-3。

表3-3[3] 

四、InconelX-750組織結(jié)構(gòu) 

4.1InconelX-750相變溫度γ′相開始析出溫度約為600℃，析出峰約為800℃，900℃開始回溶，到970℃時幾乎全部溶解。

4.2InconelX-750時間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線

4.3InconelX-750合金組織結(jié)構(gòu)合金經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)熱處理后，其組織由γ基體、Ti(C、N)、Nb(C、N)、M23C6碳化物和γ′[Ni3(Al、Ti、Nb)]相組成，γ′含量大約為14.5%，是合金的主要強(qiáng)化相。

五、InconelX-750工藝性能與要求 

5.1InconelX-750成形性能合金的鍛造溫度在1220～950℃之間均易成形。鋼錠開坯鍛造，其加熱溫度可在1200℃，為了使終鍛件或棒材獲得良好的組織和性能，隨后的鍛造加熱溫度應(yīng)在相應(yīng)較低的溫度下進(jìn)行。終鍛溫度應(yīng)不低于950℃。該合金在劇烈成形工序后應(yīng)進(jìn)行固溶處理。

5.2InconelX-750焊接性能合金具有較好的焊接性能，可進(jìn)行各種焊接，但對大截面的零件較難進(jìn)行熔焊，而對小截面零件和薄板焊接性能較好。焊接必須在退火或固溶處理后進(jìn)行，焊后應(yīng)進(jìn)行消除應(yīng)力處理，采用980℃，保濕0.5h或900℃保濕2h。焊接組合件隨后進(jìn)行時效處理，可獲得近似*熱處理狀態(tài)的強(qiáng)度。

5.3InconelX-750零件熱處理工藝零件的熱處理應(yīng)在無的中性或還原性氣氛中進(jìn)行，以免發(fā)生化。零件應(yīng)避免在870～650℃之間進(jìn)行“熱-冷”處理，對于大截面的零件，為了防止裂紋，固溶處理后應(yīng)在空氣中冷卻。

成品零件終熱處理： 

對于在600℃以上工作、要求持久蠕變性能的零部件：

固溶：1150℃?15℃,保溫2～4h,空冷；

時效：845℃?15℃，保溫24h，空冷 705℃?15℃,保溫24h,空冷。

對于在600℃以下工作、要求室溫和高溫拉伸性能的零部件：

固溶：980℃?15℃,保溫1h,空冷；

時效：730℃?15℃，保溫8h，以50℃/h爐冷到620℃?10℃,保溫8h,空冷。

環(huán)形件一般采用下述熱處理制度：

固溶：1095℃?15℃,保溫2-4h,空冷；

時效：845℃?15℃，保溫24h，空或爐冷到 705℃?15℃,保溫20h,空冷。

棒材和鍛件在600℃以下溫度使用時，采用下述制度進(jìn)行熱處理：

均勻化：885℃?15℃,保溫24h,空冷；

時效：705℃?15℃，保溫20?1h,空冷。

退火狀態(tài)的板材和帶材及做彈簧用的板帶和絲材可采用下述制度進(jìn)行熱處理：

時效：1）705℃?15℃,保溫22h,空冷；

2）760℃?10℃，保溫1h,空冷。

固溶：980℃?15℃,保溫1h,空冷；

時效：730℃?10℃，保溫8h，以50℃/h爐冷到 620℃?10℃,保溫8h,空冷。

5.4InconelX-750表面處理工藝

5.5InconelX-750切削加工與磨削性能合金可以在各種狀態(tài)下進(jìn)行機(jī)械加工，退火或固溶狀態(tài)下機(jī)械加工性能良好。