NimoNic PE13鎳基變形高溫合金物理及化學(xué)性能2.1 HastelloyX 熱性能2.1.1 HastelloyX 熔化溫度范圍 1295～1381℃[1]。2.1.2 HastelloyX 熱導(dǎo)率 見(jiàn)表2-1。2.1.3 HastelloyX 比熱容 見(jiàn)表2-2。2.1.4 HastelloyX 線膨脹系數(shù) 見(jiàn)表2-3。2.1.5 HastelloyX 合金鑄件的熱擴(kuò)散率 見(jiàn)表2-4。表2-1[1]θ/℃100200300400500600700800900λ/（W/（m·℃））13.3817.9720.2722.4024.6226.7929.0531.1433.44表2-2θ/℃17100200280408500600700800900c/(J(kg·℃))372.6372.6389.4456.4427.1452.2464.7515.0535.9561.0表2-3[1]θ/℃20～10020～20020～30020～40020～50020～60020～70020～80020～900α/10-6℃-112.112.513.414.014.314.815.515.816.12.2 HastelloyX密度 ρ=8.28g/cm3[1]。2.3 HastelloyX電性能 電阻率見(jiàn)表2-5。表2-4θ/℃24100300400500600700800900Q/（10-6m2/S））2.783.063.683.644.364.324.384.915.232.4 HastelloyX磁性能 合金無(wú)磁性。2.5 HastelloyX化學(xué)性能2.5.1 HastelloyX抗氧化性能 合金在空氣介質(zhì)中試驗(yàn)100h后的氧化速率見(jiàn)表2-6。表2-5[1]θ/℃100200300400500600700800900p/（10-6Ω.M））1.181.201.211.221.241.251.261.271.29表2-6[1]θ/℃70080090010001100氧化速率/（g/(m2·h））0.00230.0600.1170.2000.611三、NimoNic PE13鎳基變形高溫合金力學(xué)性能HastelloyX技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的不同品種的力學(xué)性能見(jiàn)表3-1。表3-1品種室溫拉伸性能815℃持久性能其他性能σP0.2/MPaσb/MPaδ5/%σ/MPat/hδ5/%不小于冷軋薄板冷軋帶材冷拔管材棒材環(huán)形件精鑄件②310310310275275200725760②6906906903803530①25303010110--105105-24--2424-8.0--10.010.0-彎曲180°彎曲180°液壓、擴(kuò)口HBS≤241HBS≤241HBS≤96① δ<0.25mm的帶材的室溫抗拉強(qiáng)度σb≥725MPa,δ5≥25%。② 精鑄件鑄態(tài)815℃的σb≥240MPa,δ5≥12%。經(jīng)800℃，50h，空冷處理后HRC≤24。四、NimoNic PE13鎳基變形高溫合金組織結(jié)構(gòu)4.1 HastelloyX相變溫度4.2 HastelloyX時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線4.3 HastelloyX合金組織結(jié)構(gòu)4.3.1 該合金在固溶狀態(tài)的組織為奧氏體基體，還有少量的TiN和M6C型碳化物。經(jīng)700～900℃長(zhǎng)期時(shí)效后主要析出相為M12C和M3B2，同時(shí)也伴有微量μ相和L相。經(jīng)700℃，200h時(shí)效后出現(xiàn)少量σ相，但在800℃時(shí)效后σ相不存在，而析出微量M23C6，有時(shí)出現(xiàn)微量L相。因此合金在長(zhǎng)期時(shí)效后呈現(xiàn)一定程度的時(shí)效硬化現(xiàn)象，使塑性下降，高溫強(qiáng)度也有所減低。4.3.2 冷軋薄板技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，供應(yīng)狀態(tài)冷軋薄板的晶粒度應(yīng)在4～8級(jí)范圍內(nèi)。五、NimoNic PE13鎳基變形高溫合金工藝性能與要求5.1 HastelloyX成形性能 合金具有良好的冷、熱加工成形性能。鍛造加熱溫度1170℃±10℃，終鍛溫度不低于950℃；板坯熱軋加熱溫度1150℃±10℃，終軋溫度不低于850℃；環(huán)形件熱軋加熱溫度1170℃±10℃。合金的高溫拉伸塑性圖見(jiàn)圖5-1。高溫鐓粗試樣經(jīng)1180℃，45miN固溶處理后的再結(jié)晶曲線見(jiàn)圖5-2。5.2 HastelloyX焊接性能 該合金具有良好的焊接工藝性能，可采用氬弧焊、縫焊和點(diǎn)焊等方法進(jìn)行焊接。氬弧焊時(shí)推薦采用HHastelloyX或HGH3113焊絲。5.2.1 HastelloyX手工氬弧焊對(duì)接規(guī)范見(jiàn)表5-1。表5-1[5]被焊材料厚度/mm焊前狀態(tài)焊絲接頭形式焊接電流/A氬氣流量/(L/miN)鎢極直徑/mm電源及極性牌號(hào)直徑/mmHastelloyX＋HastelloyX1.0＋1.0供應(yīng)狀態(tài)或固溶狀態(tài)HHastelloyXHGH31131.2～1.6對(duì)接40～6010～131.6～2.0直流正極性1.5＋1.5HHastelloyXHGH31131.2～1.650～7012～151.8～2.25.2.2 HastelloyX自動(dòng)鎢極脈沖氬弧焊對(duì)接規(guī)范見(jiàn)表5-2。表5-2厚度/mm焊前狀態(tài)焊絲弧壓/V脈沖電流/A維弧電流/A脈沖幅比脈沖寬比脈沖頻率焊接速度/(m/miN)送絲速度/(m/miN)牌號(hào)直徑/mm1.01.21.5固溶-HGH-1HGH-1-1.01.08.58.59.06065100202228333.52223330.250.20.23-0.200.255.2.3 HastelloyX縫焊規(guī)范見(jiàn)表5-3。表5-3[5]被焊材料厚度/mm焊前狀態(tài)滾盤(pán)寬度/mm焊接時(shí)間/s休止時(shí)間/s焊接速度/(m/miN)電極壓力/kN上下HastelloyX＋HastelloyX1.0＋1.0固溶或供應(yīng)狀態(tài)5.57.00.14～0.180.14～0.220.34～0.400.251.5＋1.55.57.00.16～0.200.14～0.220.22～0.340.255.2.4 HastelloyX點(diǎn)焊規(guī)范見(jiàn)表5-4。表5-4[5]被焊材料厚度/mm焊前狀態(tài)電極直徑/mm焊接時(shí)間/s電極壓力/kN單點(diǎn)抗剪強(qiáng)度/MPa正拉強(qiáng)度/MPa上下HastelloyX＋HastelloyX1.0＋1.0固溶或供應(yīng)狀態(tài)670.16～0.240.1～0.2≥9.35≥6.361.5＋1.5670.20～0.360.2～0.3≥12.30≥10.605.2.5 HastelloyX焊接接頭的力學(xué)性能見(jiàn)表5-5。表5-5[6]焊接方法厚度/mm焊前狀態(tài)焊后處理焊絲牌號(hào)θ/℃接頭強(qiáng)度持久性能σb/MPa強(qiáng)度系數(shù)/%σ/MPat/h氬弧焊1.5供應(yīng)狀態(tài)未處理HHastelloyX20650815800586337100100100-294110-217.646.4脈沖氬弧焊1.0供應(yīng)狀態(tài)未處理-2065084253110090----1.5供應(yīng)狀態(tài)未處理HSG-12065082658110098-294-296.5縫焊1.5供應(yīng)狀態(tài)未處理-206508157635143259691100-294110-214.248.65.3 HastelloyX零件熱處理工藝板材制件固溶處理：1150℃±10℃，2～15miN，快速空冷。焊接件或火焰筒處理：980℃±10℃，60miN，空冷。機(jī)加工后除應(yīng)力處理：870℃±10℃，30～60miN，空冷。零件穩(wěn)定尺寸處理：760℃±10℃，2h，空冷。

NimoNic PE13煙氣輪機(jī)是煉油廠催化裂化裝置能量回收系統(tǒng)的核心機(jī)組，在生產(chǎn)過(guò)程中，約有4%-7%的原料油轉(zhuǎn)化為焦炭，在再生器內(nèi)燃燒，焦炭放出的熱量除部分用于加熱催化外，其余熱量加熱煙氣從再生器放出，這種從再生器放出的煙氣具有98-196kPa的壓力和約650-750℃的溫度，把大量高溫高壓煙氣，引入煙氣輪機(jī)，經(jīng)膨脹作功后轉(zhuǎn)化為軸功輸出，驅(qū)動(dòng)煉油廠空氣壓縮機(jī)或發(fā)電機(jī)組，以后回收這部分能量，運(yùn)輸工業(yè)：目前，內(nèi)燃機(jī)車(chē)或汽車(chē)等民用運(yùn)輸工具使用的渦輪增加器選用的是細(xì)晶等軸晶高溫合金葉片，內(nèi)燃機(jī)機(jī)車(chē)主要是北車(chē)集團(tuán)生產(chǎn)，在戰(zhàn)車(chē)領(lǐng)域，目前上只有美國(guó)將燃?xì)廨啓C(jī)作為主戰(zhàn)動(dòng)力，美國(guó)M1型系列均裝配了小型燃?xì)廨啓C(jī)作為動(dòng)力，效率高，啟動(dòng)快、馬力大，燃?xì)廨啓C(jī)用高溫合金的成分，燃?xì)廨啓C(jī)的重要用途除了發(fā)電機(jī)組，還可以作為艦船的動(dòng)力等，但是無(wú)論作為哪種用途，它使用的高溫合金含量都占很大的比重。

1.過(guò)熱——過(guò)熱組織中殘留奧氏體增多，尺寸穩(wěn)定性下降。由于淬火組織過(guò)熱，鋼的晶體粗大，會(huì)導(dǎo)致零件的韌性下降，抗沖擊性能降低，軸承的壽命也降低。過(guò)熱嚴(yán)重甚至?xí)斐纱慊鹆鸭y。2.欠熱——淬火溫度偏低或冷卻不良則會(huì)在顯微組織中產(chǎn)生超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的托氏體組織，稱為欠熱組織，它使硬度下降，耐磨性急劇降低，影響材料壽命。3.淬火裂紋——造成這種裂紋的原因有：由于淬火加熱溫度過(guò)高或冷卻太急，熱應(yīng)力和金屬質(zhì)量體積變化時(shí)的組織應(yīng)力大于鋼材的抗斷裂強(qiáng)度；工作表面的原有缺陷（如表面微細(xì)裂紋或劃痕）或是鋼材內(nèi)部缺陷（如夾渣、嚴(yán)重的非金屬夾雜物、白點(diǎn)、縮孔殘余等）在淬火時(shí)形成應(yīng)力集中；嚴(yán)重的表面脫碳和碳化物偏析；零件淬火后回火不足或未及時(shí)回火；前面工序造成的冷沖應(yīng)力過(guò)大、鍛造折疊、深的車(chē)削刀痕、油溝尖銳棱角等。總之，造成淬火裂紋的原因可能是上述因素的一種或多種，內(nèi)應(yīng)力的存在是形成淬火裂紋的主要原因。淬火裂紋的組織特征是裂紋兩側(cè)無(wú)脫碳現(xiàn)象，明顯區(qū)別與鍛造裂紋和材料裂紋。4.熱處理變形——在熱處理時(shí)，存在有熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，這種內(nèi)應(yīng)力能相互疊加或部分抵消，是復(fù)雜多變的，因?yàn)樗茈S著加熱溫度、加熱速度、冷卻方式、冷卻速度、零件形狀和大小的變化而變化，所以熱處理變形是難免的。5.表面脫碳——在熱處理過(guò)程中，如果是在氧化性介質(zhì)中加熱，表面會(huì)發(fā)生氧化作用使零件表面碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少，造成表面脫碳。表面脫碳層的深度超過(guò)后加工的留量就會(huì)使零件報(bào)廢。表面脫碳層深度的測(cè)定在金相檢驗(yàn)中可用金相法和顯微硬度法。以表面層顯微硬度分布曲線測(cè)量法為準(zhǔn)，可做仲裁判據(jù)。6.軟點(diǎn)——由于加熱不足，冷卻不良，淬火操作不當(dāng)?shù)仍蛟斐傻谋砻婢植坑捕炔粔虻默F(xiàn)象稱為淬火軟點(diǎn)。它象表面脫碳一樣可以造成表面耐磨性和疲勞強(qiáng)度的嚴(yán)重下降。