NS312固溶強化型鎳基合金

一、NS312概述

NS312是早期發(fā)展的鎳-鉻-鐵基固溶強化合金，具有良好的耐高溫腐蝕和抗氧化性能、優(yōu)良的冷熱加工和焊接工藝性能，在700℃以下具有滿意的熱強性和高的塑性。合金可以通過冷加工得到強化，也可以用電阻焊、溶焊或釬焊連接，可供應冷軋薄板、熱軋厚板、帶材、絲材、棒材、圓餅、環(huán)坯、環(huán)形鍛件等，適宜制作在1100℃以下承受低載荷的抗氧化零件。

1.1NS312材料牌號NS312。

1.2NS312相近牌號Inconel，GH600，GH0(中國）。

1.3NS312材料的技術標準

撫高新1995-13《NS312合金冷軋薄板技術條件》

撫高新1993-18《NS312合金棒材、圓餅、環(huán)坯和環(huán)形鍛件技術條件》

BZ-44-9002B-0《NS312合金冷軋薄板技術條件》

BZ-44-9003B-0《NS312合金熱軋厚板技術條件》

Q/3B4082-1993《NS312合金冷軋帶材》

Q/3B4083-1993《NS312合金鉚釘用絲材》

Q/5B4006-1995《NS312合金冷軋帶材和薄板材》

Q/5B4030-1992《冷鐓用NS312合金冷拉絲》

1.4NS312化學成分見表1-1。

表1-1%

C

Cr

Ni+Co

Al

Ti

Fe

≤0.15

14.0～17.0

≥72

≤0.35

≤0.50

6.00～10.00

Nb+Ta

Mn

Si

P

S

Cu

≤1.00

≤1.00

≤0.50

≤0.040

≤0.015

≤0.50

注：1用材料標準BZ-44-9003B-0規(guī)定ω(C)≤0.10%，ω(P)≤0.020%，ω(Nb)≤1.00%。

2撫高新1995-13標準規(guī)定ω(P)≤0.025%，ω(Nb)≤1.00%。

1.5NS312熱處理制度板材：1010～1050℃，3～5min/mm，空冷；帶材：1010℃±10℃，空冷；絲材：1065℃±10℃，空冷。棒材、環(huán)形件檢驗試驗經(jīng)1010℃±10℃，空冷固溶處理。

1.6NS312品種規(guī)格與供應狀態(tài)可供應各種規(guī)格的板材、棒材、鍛件、帶材、絲材、圓餅、環(huán)坯、環(huán)形鍛件。棒材以鍛軋狀態(tài)、表面磨光或車光供應；圓餅和環(huán)坯以鍛態(tài)供應；環(huán)件以固溶狀態(tài)供應；板材經(jīng)固溶、堿酸洗、矯直和切邊后供應；帶材經(jīng)冷軋、固溶、去氧化皮交貨；絲材以固溶酸洗盤狀或直條狀、固溶直條細磨光狀態(tài)交貨。

1.7NS312熔煉與鑄造工藝合金采用下列工藝之一進行熔煉：(1)非真空感應熔煉加電渣重熔；(2)電弧爐熔煉加電渣重熔；(3)真空熔煉。

1.8NS312應用概況與特殊要求該合金在國外有成熟的使用經(jīng)驗，在國內(nèi)已制成發(fā)動機零部件，通過試飛試驗，在航空上也開始使用。

二、NS312物理及化學性能

2.1NS312熱性能

2.1.1NS312熔化溫度范圍1370～1430℃。

2.1.2NS312熱導率見表2-1。

表2-1

θ/℃

20

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

λ/（W/（m·℃））

12.85

13.94

15.15

16.62

18.71

20.72

22.40

24.49

27.00

29.51

31.60

2.1.3NS312比熱容見圖2-1。

2.1.4NS312線膨脹系數(shù)見表2-2。

2.2NS312密度ρ=8.43g/cm3。

2.3NS312電性能電阻率見圖2-2。

表2-2

θ/℃

20～200

20～300

20～400

20～500

20～600

20～700

20～800

20～1000

α/10-6℃-1

12.35

12.75

13.10

13.55

14.50

15.15

15.70

16.20

2.4NS312磁性能合金無磁性。

2.5NS312化學性能

2.5.1NS312抗氧化性能在空氣介質(zhì)中試驗100h的氧化速率見表2-3。

表2-3

θ/℃

800

900

1000

氧化速率/(g/m2·h)

0.01865

0.05724

0.13718

三、NS312力學性能

3.1NS312技術標準規(guī)定的性能見表3-1。

表3-1

品種

θ/℃

拉伸性能

HBS

彎曲試驗

σb/MPa

σP0.2/MPa

δ5/%

φ/%

棒材

20

≥585

≥240

≥30

-

134～217

-

圓餅、環(huán)坯或環(huán)形件

20

≥520

≥205

≥35

-

≥187

-

熱軋板

20

≥550

≥240

≥35

≥40

-

-

900

≥95

≥45

≥40

≥50

-

-

冷軋板

20

≥550

≥240

≥30

-

-

①

900

≥90

≥40

≥60

-

-

-

冷軋板

20

≥550

≥200

≥30

-

-

測試

帶材

20

≥550

≥240

≥30

-

-

①

絲材

20

實測

實測

實測

-

HV≤151

冷頂鍛合格

①供應狀態(tài)板材應進行室溫彎曲試驗，芯棒直徑等于產(chǎn)品厚度乘以表3-2的彎曲系數(shù)，彎曲軸線應平行于軋制方向，彎曲180°以后，在放大20倍下檢查，不得有裂紋存在。

表3-2

產(chǎn)品厚度/mm

<0.25

0.25～1.30

>1.30～4.00

彎曲系數(shù)

雙方協(xié)議

1

2

四、NS312組織結構

4.1NS312相變溫度

4.2NS312時間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線

4.3NS312合金組織結構合金在1120℃處理2h后，僅有TiN氮化物和Cr7C3型碳化物，在870℃經(jīng)1500h長期時效后，組織中仍然是Cr7C3和TiN，說明合金的組織是穩(wěn)定的。

五、NS312工藝性能與要求

5.1NS312成形性能合金具有良好的熱加工性能，鋼錠鍛造加熱溫度為1110～1140℃；終鍛溫度不小于950℃，板坯軋制加熱溫度為1130～1170℃，精軋加熱溫度為1090～1130℃。成品固溶處理溫度為1010～1050℃。

5.2NS312焊接性能合金焊接性能良好，可用電弧焊、氬弧焊、電阻焊和釬焊等各種方法連接，大型或復雜的焊接結構件在熔焊后應在870℃退火1h，以焊接應力。

5.3NS312零件熱處理工藝零件的熱處理工藝應按相應的材料標準的熱處理制度進行。薄板和帶材零件的退火處理應在保護氣氛中進行。 

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