Haynes230高温合金的静态再结晶动力学
新型粉末高温合金静态再结晶退火的试验研究
工艺研究新型粉末高温合金静态再结晶退火的试验研究刘建涛1,陈焕铭1,胡本芙1,刘国权1,张义文2(11北京科技大学材料科学与工程学院,北京 100083;21钢铁研究总院高温材料研究所,北京 100081)摘要:通过对热等静压态某高温合金冷变形试样在不同温度和不同保温时间段进行再结晶退火试验,结合热力学计算研究了静态再结晶晶粒尺寸的变化规律。
结果表明,该合金中γ′相的开始固溶温度为1109℃;在1050℃低于γ′相温度再结晶退火,晶粒尺寸随退火时间的延长变化不大;在1150℃或1170℃高于γ′相固溶温度区间再结晶退火,晶粒尺寸明显粗化。
关键词:粉末高温合金;热等静压态;冷变形;静态再结晶;晶粒尺寸中图分类号:TF1251212 文献标识码:A 文章编号:025426051(2004)0620037204Static R ecrystallization Annealing of a N e w Type P/M Super 2AlloyLI U Jian 2tao 1,CHE N Huan 2ming 1,H U Ben 2fu 1,LI U G uo 2quan 1,ZH ANG Y i 2wen 2(11School of Materials Science and Engineering ,University of Science &T echnology Beijing ,Beijing 100083,China ;21High T em perature Materials Institute ,Central Research Institute of Iron and Steel ,Beijing 100081,China )Abstract :The static recrystallization (SRX )annealing testing of cold plastic deformation for a new type P/M super 2alloy at different annealing tem perature and holding time has been studied ,the thermal dynamic calculation was als o em ployed to study the grain size change of hot is o 2static processing (HIP ).The results show that the γ′phase of this P/M super 2alloy starts dis 2s olving at 1109℃,the grain size of SRX changes little with annealing time at 1050℃,and coarsens apparently at 1150℃or 1170℃.K ey w ords :P/M super 2alloy ;hot is o 2static processing (HIP );cold plastic deformation ;static recrystallization ;grain size作者简介:刘建涛(1974—),男,陕西眉县人,博士研究生,主要从事粉末高温合金的研究。
haynes230标准
haynes230标准
Haynes 230是一种高温合金，也被称为UNS N06230。
它是一种
镍基超合金，具有优异的高温强度、耐腐蚀性和抗氧化性能。
Haynes 230合金主要由镍、钼、铬、钨和铁等元素组成，具有出色
的机械性能和耐热性能，因此被广泛应用于高温、高压和腐蚀性环
境下的工业领域。
从化学成分来看，Haynes 230合金含有约57%的镍，使其具有
良好的耐腐蚀性能和抗氧化性能。
此外，它还含有约22%的铬、14%
的钨和3%的钼，这些元素的加入提高了合金的高温强度和抗氧化能力。
此外，铁、锰、硅等元素的存在也有助于提高合金的机械性能
和加工性能。
Haynes 230合金具有优异的高温强度和抗氧化性能，可在1200°C以上的高温环境下长期稳定工作。
这使得它在航空航天、
石油化工、能源等领域得到广泛应用。
在航空航天领域，Haynes
230合金常用于制造发动机零部件、燃烧室构件等高温零部件；在
石油化工领域，它常用于制造高温高压反应器、管道和阀门等设备；在能源领域，它被应用于制造燃气轮机、锅炉等设备。
总的来说，Haynes 230合金以其优异的高温强度、耐腐蚀性和抗氧化性能，在高温、高压和腐蚀性环境下发挥着重要作用，是一种性能优异的高温合金材料。
美国HAYNES(哈氏合金)常见牌号
美国HAYNES（哈氏合金）常见产品规格Corrosion Resistant & High Temperature Alloys From Haynes International, INC.美国哈氏合金国际公司（Haynes International,INC.）公司前身的Haynes Stellite Work (哈茨钴铬钨工厂）于1921年创立于美国印地安那州 Kokomo，距今已有近百年历史，在近百年的生产和研究中不断创新与发明，从而在高合金领域稳居世界首位。
Haynes 国际公司注重产品的生产和开发。
主要从事高质量的耐腐蚀和耐高温镍-钴合金的开发和生产。
同时，公司的专家技术人员在全球范围内提供进一步的客户服务和技术支持。
Haynes 公司的服务中心及分支机构能为客户及时提供板材、卷材、棒材、管材、锻件、法兰和连接件等。
应用规范传统上，航空燃气涡轮机市场是HASTELLOY®和 HAYNES ®高温合金的主要用户。
伴随着Haynes 新的性能更好的结构材料发展，燃气涡轮机性能不断得到改善与提高。
MULTIMET® 合金是第一个重要的供给抗空业的HAYNES® 高温合金。
紧随其后的HASTELLOYX® 合金至今是该工业领域的主角。
其后HAYNES® 188 合金为发动机设计这提供了更高的使用温度。
最新的HAYNES® 230® 合金其因无可比拟的高温强度与抗氧化性的结合及热稳定性的改善，应用范围愈加广泛。
同样，较新的HAYNES® 242® 合金，使用航空发动机的密封环，约束环，导波片，外罩和紧固件的性能得到很大的改善。
除飞机工业外，高性能的耐高温合金提供了前所未有的性能。
HAYNES® 214® 合金基在 1204 高温下超级的抗氧化性在陶瓷业。
金属加工业。
国外高温合金牌号
国外高温合金牌号
以下是一些常见的国外高温合金牌号：
- Inconel 600: 镍基高温合金，具有优异的耐腐蚀性和高强度，
在高温环境下具有良好的抗氧化和抗蠕变性能。
- Inconel 625: 镍基高温合金，具有优异的耐腐蚀性，特别适用
于海水环境中的腐蚀和高温环境下的抗氧化性能。
- Inconel 718: 镍基高温合金，具有卓越的耐蠕变和耐疲劳性能，广泛应用于航空航天和能源行业。
- Hastelloy X: 镍基高温合金，具有良好的抗氧化性能和高温强度，适用于高温燃气涡轮机和航空发动机等应用。
- Rene 41: 镍基高温合金，具有优异的高温强度、良好的抗腐
蚀性和耐热性能，常用于航空航天和能源行业。
- Haynes 230: 镍基高温合金，具有良好的高温强度和耐蠕变性能，适用于高温工艺设备和航空航天行业。
- Waspaloy: 镍基高温合金，具有卓越的高温强度和耐蠕变性能，适用于航空航天和石油化工等领域。
- Mar-M 247: 镍基高温合金，具有卓越的高温强度和耐腐蚀性能，广泛应用于航空航天和燃气涡轮发动机等领域。
这只是一小部分常见的国外高温合金牌号，市场上还有许多其他品牌和型号可供选择。
在选择合金时，应根据具体的应用需求和材料性能要求来进行选择。
Haynes230（UNSN06230）镍合金
Haynes230（UNSN06230）镍合金Haynes230(UNS N06230)应用：催化剂网格支架、燃气轮机部件、高温波纹管、熔炉部件。
Haynes230(UNS N06230)是一种镍-铬-钨-钼合金，它结合了出色的高温强度和抗氧化性以及卓越的长期稳定性和良好的可加工性。
它比大多数高温合金具有更低的热膨胀特性，并且在长时间暴露在高温下时可以抵抗晶粒粗化。
Haynes230(UNS N06230)提供的行业：航空航天、工业供热、发电和化学加工Haynes230(UNS N06230)名义成分：C：0.05 - 0.15锰：0.30 - 1.0的Si：0.25 - 0.75P：0.030最大S：0.015最大的Cr：20.0 - 24.0钴：5.0最大沫：1.0 - 3.0宽：13.0 - 15.0铁：3.0最大的Al：0.20 - 0.50La：0.01 – 0.05Ni：平衡物理性质密度： 0.327 磅/英寸3，（9.05 克/厘米3）弹性模量 (E)：70°F (20°C)：30.6 x 10 3 ksi (211 GPa)膨胀系数：7.4 µin/in.-°F（70°F 至1000°F）13.2 µm/m-°C（20°C 至538°C）电阻率：49.2 µΩ.in, (1.25 µΩ.cm)热导率： 62 Btu-in/ft 2 hr-°F，(8.9 W/mK)适用规格钢带： ASTM B435、AMS 5878典型机械性能•退火•热处理：2210 °F (1210 °C )•抗拉强度： 115 ksi (793 MPa) min•建议的工作条件： -300°F 至2100°F（-184°C 至1149°C）。
高温合金材料的组织结构及其性能
高温合金材料的组织结构及其性能高温合金材料是指能够在高温、高压下保持良好性能的金属材料，一般用于航空航天、能源、化工等领域。
其组织结构复杂，包括基体、弥散相、间隙相等组分构成，这些组分对其高温性能具有重要影响。
本文将从组织结构、热稳定性、高温性能等角度来探讨高温合金材料的特点，同时介绍三种常见的高温合金材料。
一、高温合金材料的组织结构高温合金材料的组织结构一般可分为基体（Matrix）、弥散相（Dispersoids）和间隙相（Interstitial）三部分。
基体是高温合金的主要组成部分，一般采用镍、铁、钴等元素为基体，其具有良好的高温变形能力和抗氧化性能。
弥散相指在基体晶粒内或晶界上存在的微小粒子，可分为强化相和稳定相。
强化相一般采用碳化物、硼化物等化合物，用于增强合金的力学性能和抗热腐蚀性。
稳定相则采用稀土等元素，用于提高合金的高温性能和抗热膨胀性。
间隙相指填充在基体晶粒之间或空隙中的非金属元素，如碳、氮等，其对合金的性能影响较小。
高温合金材料的组织结构不仅影响其力学性能和热膨胀性能，还直接影响其高温抗氧化性能和高温强度等性能。
二、高温合金材料的热稳定性高温合金材料在高温下会发生一系列的热稳定性问题，如高温氧化、热丧失强度、高温蠕变等。
其中高温氧化是最主要的问题，因为高温氧化会使合金的材料损失、硬度下降、粘着失效等。
另外，热蠕变也是一个长期面临的问题，它可以导致合金变形，影响材料的使用寿命和安全性。
为了提高合金的热稳定性，在合金制备的过程中，需要采用一些措施来抑制氧化反应或减缓蠕变速度。
其中，常用的方法包括表面涂层、弥散化强化、稳定相等。
三、高温合金材料的高温性能高温合金材料具有良好的高温性能，包括高温强度、高温蠕变性、高温氧化和高温热膨胀性等。
高温强度是高温合金材料的最重要的性能之一，指材料在高温下保持一定的强度和韧性的能力。
高温强度和材料的组织结构密切相关，合理的组织结构可以提高合金的高温强度。
镍硅锰合金牌号
镍硅锰合金牌号镍硅锰合金是一种用途广泛的合金材料，具有优异的性能和应用前景。
它是由镍、硅和锰等元素组成，通过适当的配比和熔炼工艺制备而得。
镍硅锰合金的牌号种类繁多，下面将介绍几种常见的牌号。
首先是Nimonic合金系列，Nimonic合金是一种高温合金，具有良好的耐热、耐氧化和抗蠕变性能，适用于高温和有腐蚀性环境下的工作条件。
常见的Nimonic合金包括Nimonic 75、Nimonic 80A、Nimonic 90等。
其次是Inconel合金系列，Inconel合金是一种耐腐蚀合金，具有优异的耐高温、耐腐蚀和抗氧化性能，广泛应用于化工、石油、航空航天等领域。
常见的Inconel合金包括Inconel 600、Inconel 625、Inconel 718等。
此外，还有Hastelloy合金系列，Hastelloy合金是一种高合金耐蚀材料，广泛应用于化工、石油、航空航天等领域。
常见的Hastelloy 合金包括Hastelloy C-276、Hastelloy B-3、Hastelloy C-22等。
另外，还有Haynes合金系列，Haynes合金是一种具有高温、抗腐蚀性能的合金材料，广泛应用于航空航天、石油、化工等领域。
常见的Haynes合金包括Haynes 25、Haynes 230、Haynes 188等。
此外，还有一些其他牌号的镍硅锰合金，如Carpenter 20、Monel R-405、RA333等。
每种牌号的合金都具有不同的组成和性能特点，可根据具体使用条件和要求进行选择。
镍硅锰合金具有许多优异的性能。
首先，它具有良好的耐腐蚀性能，可以在酸性、碱性和盐溶液中长期稳定地工作，不易生锈和腐蚀。
其次，它具有优异的耐高温性能，可以在高温下长期稳定地工作，不易变形和熔化。
此外，镍硅锰合金还具有良好的机械性能，具有较高的强度和韧性，可以承受较大的载荷和应力。
镍硅锰合金具有广泛的应用前景。
在航空航天领域，它可以用于制造高温发动机、涡轮叶片、喷嘴等零部件。
HAYNES 230哈氏合金标准成分
UNS N06230
产品介绍：
化学成分：技术顾问徐梦婕：158-○❶❾--❶-❻❼❾❽上海冶韩
冶韩
合金
%
Ni
Cr
W
Mo
Co
Fe
Mn
Si
C
Al
P
S
La
B
UNS
N06230
小
余量
20
13
1
-
-
0.3
0.25
0.05
0.2
-
-
0.005
-
小
余量
24
15
3
5
3
1
0.75
0.15
0.50
0.03
0.015
0.05
0.015
产品形式及执行标准：
产品
ASME标准
ASTM标准
AME标准
板材、薄板、带材
SB435
B435
5878
棒材
SB572
B572
5891
锻材
SB564
B564
5891
焊接公称管
SB619
B619
-
Hale Waihona Puke 无缝公称管和管子SB622
B622
-
焊接管子
SB626
B626
-
锻造连接件
SB366
B366
-
物理性能：
密度
8.97G/CM3
熔点
1301-1371℃
产品特性：
HAYNES 230综合了多数高温合金的强度、稳定性、抗氧化性、热循环抗力、可加工性、在持续高温下的抗晶粒粗化的特性和相对低的热膨胀特性。
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面进行 机 械 研 磨 和 抛 光 ， 盐 酸 与 硝 酸 混 合 溶 液 用 （ ：） 行腐 蚀 ， Ｏ Ｙ Ｕ ／ Ｘ １型光 学 电 子显 ３１ 进 用 Ｌ ＭＰ Ｓ Ｇ ５
微 镜对 其显 微组 织进行 观察 。采用 直线截 距法 测量 平 均 晶粒度 ， 过金相 网格 法 对 显微 组织 进 行 定 通
Ｓ ｉ ｉ ｉｕｈ 等 人 通 过 粉 末 冶 金 法 制 备 了 ｈｏ ｋ ｃ ｉ ｍ Ｋ
Ｉ ．０ Ｎ １０细 晶高温合 金 ， 织 细化 是 在 合 金制 备 过 程 组
中完 成 的。 王 淑 云 等 人 采 用 等 温 锻 造 变 形 对 Ｆ Ｈ ６高温合 金进 行 细 晶处 理 ， 到一 种没 有 完 全 Ｇ ９ 得 再 结 晶 的变 形 态 组 织 ， 观 晶 粒 轮 廓 仍 较 为 粗 大 。 宏
Ｈ ｙ ｅ２ ０高温合 金正 逐 步应 用 于 一些 形 状 复 杂 件 ａ ｎｓ３ 或 薄壁 件 的 制 造 中 。针 对 复 杂 零 件 成 形 问题 ，
通 常采用 等 温塑性 成形 方法 实现 高温合 金件 的精确
１ 实验 方 法
实 验 材 料 为 美 国 哈 氏 公 司 生 产 的 退 火 态
Ｈ ｙ ｅ２ ０高 温合 金是 美 国 ２ ａｎ ｓ３ ０世 纪 ８ ０年代 初 研制 成功 的 Ｎ ．ｒｗ 系 高 温合 金 ¨ ， 有 良好 的高 ｉ ． ｃ 具
温强 度 、 良的抗氧 化性 和耐腐 蚀性 ， 优 以及 较好 的热 稳 定 性 ， 已应 用 于 航 空 、 天 及 核 工 业 领 域 。 航 除 了 以板 状 、 状 以及 涡 轮 盘 状 得 到 应 用 外 ， 棒
ＤＯＩ １ ． ９ ９ ｊ ｉ ｎ １０ —０ ３ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ １ ． ． ０ ：０ ３ ６ ／．ｓ ． ０ ５５ ５ ． ０ １ ２ ０ ２ ｓ
中 图分 类号 ： Ｇ １ ６ １ Ｔ ４ ． ５
文献标识码 ： Ａ
文 章 编 号 ：１ ０ —０ ３ ２ １ ） ２０ ０ －５ ０ ５ ５ ５ （ ０ １ ０ — ８０ ０
量分 析¨ 。
Ｃ Ｎ Ｌ１ Ｏ Ｅ ７ ８合金 的 晶粒 细化 工 艺 ， 用 基 体 中析 出 利
均匀 弥 散 的 ６相钉 扎 晶界 ， 来控 制 再 结 晶后 晶 粒 尺
寸 。然而 Ｈ ｙ ｅ２ ０高温合 金 为 固溶 强 化 型高 温合 ａｎ ｓ３ 金， 基体 为单 一 的奥 氏体 相 ， 上述 工艺 均不适 用 于 故
第３ １卷 第 ２期
２１ ０ １年 ４月
航
空
材
料
学
报
Ｖｏ ． １．Ｎｏ ２ １３ ． Ａｐｒｌ ２０１ ｉ １
Ｊ ＯＵＲ ＮＡＬ ＯＦ ＡＥ ＲＯＮＡ Ｉ ＡＬ ＭＡＴ ＲＩ Ｌ ＵＴ Ｃ Ｅ Ａ Ｓ
Ｈａ ｎ ｓ３ ｙ ｅ２ ０高 温合 金 的静 态 再 结 晶动 力 学
成 形 － 。等温 塑 性 成 形 要 求 变 形 前 的合 金 晶粒 组 ｏ 织 均匀 、 细小 ， 而使 其 变 形 抗力 减 小 ， 现 精 确 成 从 实
形 。
Ｈ ｙｅ２ ０高 温合 金 板 材 ， 主 要 化 学 成 分 如 表 １ ａｎ ｓ３ 其
所示 。板 材尺 寸为 ２ ｍ × ０ ｍ×１ ｍ 在 双 辊轧 ０ ｍ ２ｍ ０ ｍ， 机 上进 行 冷 轧 ， 形 量 为 ２ ． ％ ，９ １ ， ９ ７ ， 变 ０５ ２ ． ％ ３ ．％ ４．％ ； 冷轧板 材进 行再 结 晶退火 ， 火 温度 ： ９８ 对 退 １０ ｏ １２ ℃ ，１０ ， １５ ，２ ０ ； 温 时 间 ： １０Ｃ，１５ １５ ℃ １ ７ ℃ １０ ℃ 保 １ｒｉ，０ ｉ ，０ ｉ ， ０ ｎ ６ ｍｉ。沿 试 样 轧 制 平 ０ ｎ ２ ｍ ｎ ３ ｍ ｎ ４ ｍｉ， ０ ｎ ａ
性 成形 能力 。本 研究 从 经 典 再 结 晶 理论 出发 ， 冷 对 轧 Ｈ ｙ ｅ２ ０高 温 合 金 的 静 态 再 结 晶 行 为 进 行 研 ａｎ ｓ３
究， 计算 得 到 再 结 晶激 活 能 及 动 力 学 曲 线 ， 实 现 为
Ｈ ｙ ｅ２ ０高温 合金 的组 织细 化提 供理 论指 导 。 ａｎ ｓ３
彭 聪 辉 ， 常 辉 ， 胡 锐 ， 樊 江 昆 ， 柏 广 海 ， 傅 恒 志
（ 西北 工 业 大 学 凝 固 技术 国家 重 点 实验 室 ， 安 ７０ ７ ） 西 １０ ２
摘 要 ： 究 了冷 轧 Ｈ ｙ ｅ２０高 温 合 金 的 静 态 再 结 晶 行 为 及 其 动 力 学 。 结 果 表 明 ： 轧 变 形 后 ， 金 在 １０ 研 ａｎｓ３ 冷 合 １０～ １５ ￣ 行 退 火 处 理 ， 获得 均匀 、 小 的 等 轴 晶 ， 结 晶 晶粒 体 积 分 数 与 退 火 时 间 的 关 系 可 用 Ｊ Ｋ方 程 进 行 描 １０Ｃ进 可 细 再 ＭＡ 述 。计 算 得 到 ， 着 冷 轧 变 形 量 的增 加 ， 结 晶激 活 能 逐 渐 减 小 ， 范 围为 ４ ２ ５ ３ ８ ３ Ｊｍ ｌ随 着 温 度 的 升 随 再 其 ０ ．０～ １ ．５ｋ／ ｏ； 高 ， 结 晶完 成 时 间急 剧 缩 短 ， 范 围 为 ７ ． １～ ．３ ｉ， 度 对 再 结 晶速 率 具 有 显 著影 响 ； 终 获 得 Ｈ ｙｅ２ ０高 再 其 ４ ５ ５４ ｍｎ 温 最 ａｎｓ３ 温 合 金 再 结 晶动 力 学 曲线 ， 曲线 可 为 Ｈ ｙｅ２０高 温 合 金 的 组 织 细 化 提 供 理 论 指 导 。 该 ａｎｓ３ 关 键 词 ：Ｈ ｙｅ２ ０ 静 态 再 结 晶 ； ａｎｓ３ ； 动力 学 ； 火 ； 活 能 退 激