产品特性:K418 | 品名:镍铬合金 | 牌号:K418 |
产地:上海 | 镍含量:59% | 杂质含量:0.01% |
粒度:标准目 |
K418是镍基沉淀硬化型等轴晶铸造高温合金,以γ'相为沉淀强化相,使用温度在900℃以下。合金具有较高的蠕变强度,抗冷热疲劳性能和抗氧化性能。合金成分简单,不含钴元素,密度较低,通常在铸态下使用。
该合金适于制作在900℃以下工作的热端转动和静止精密铸件,如涡轮工作叶片、导向叶片、导向器和整铸涡轮等。已广泛用于制作航空、地面和海上燃气轮机涡轮工作叶片、导向叶片和整铸涡轮,航天弹用发动机的整铸涡轮转子和导向器,以及柴油机和汽油机增压涡轮和热挤压模具。
合金采用热等静压(HIP)处理及随后热处理,可以提高合金的塑性和抗疲劳性能,也可以是经过长期使用后组织退化和性能降低的零件恢复其组织和使用性能。合金在热腐蚀条件下属长期使用时,须有防护涂层。合金经800℃长期时效后会析出少量相,但对性能无明显影响。
K418合金主要用于制作增压涡轮等转动部件,疲劳功能是衡量其执役寿数的关键指标之一。对于真空连铸K418母合金而言,因为10kg母合金中含有大于50μm的夹杂物含量较传统模铸工艺降低超过80%,并且夹杂物尺度较小,可以推断,若用真空连铸替代模铸工艺制备K418母合金,无疑可提高增压涡轮等部件的成品率以及执役寿数,确保其长期、安稳牢靠执役。
K418是 γ’ 相沉淀强化型镍基铸造高温合金。在900℃以下具有良好的蠕变强度、热疲劳性能和抗氧化性能。合金成分较简单,不含钻,密度较低,通常在铸态使用。采用热等静压(HIP)处理及随后热处理,可以提高塑性和疲劳性能,也可以使经过长期使用后组织退化和性能降低的零件恢复其组织和使用性能。在800℃长期时效会析出少量 σ 相,但对性能无明显影响。该合金适合于制作在900℃以下工作的燃气轮机的涡轮转子叶片、导向叶片和整铸涡轮以及其他高温零件。
镍基高温合金被广泛地用于航空、 航海、 石油化工等领域。 K418 材料是一种镍基高温合金,它是目前航空发动机和工业燃气轮机涡轮叶片等高温部件的主要用材,在***的飞机发动机中这种合金的重量占 50% 以上,使用温度在 650 ~ 1100 ℃ 范围内。
真空连铸K418母合金铸坯的组织及力学功能K418合金的微观组织由γ相、二次γ′相、碳化物和极少量的γ-γ′共晶组成。给出了不同工艺出产的32mm的K418铸棒1/2半径处的微观组织。由于真空连铸K418合金是在水冷铜模中凝结成形,冷却速率较快,因此,其二次γ′相和碳化物的尺寸均较小。
经丈量计算,模铸K418合金中的二次γ′相的直径约为0.43μm,真空连铸K418合金中的二次γ′相的直径约为0.32μm,并且尺度更加均匀。在统计不同工艺出产的32mm的K418铸棒的碳化物尺度时,选取1/2半径处20个视场内的碳化物尺度作为统计目标,选取碳化物的1/2(长度+宽度)作为碳化物的直径,每个视场内选取3个直径的碳化物,然后取均匀值。计算结果表明,模铸K418合金中碳化物的直径散布在13μm附近,而真空连铸K418合金中碳化物的直径散布在6μm附近,仅为模铸的一半。
由于真空连铸K418合金棒坯中二次γ′相细小、均匀,更有利于合金强度的提高,而且真空连铸的碳化物尺寸较小、弥散散布,降低了作为硬质点产生的应力集中,推迟裂纹的萌发和扩展,因此,其微观组织对合金棒坯的强耐性十分有利,加之真空连铸棒坯微观组织致密、洁净度高,导致真空连铸棒坯的本体取样性能十分好,乃至远高于规范成型试样的性能。与规范成型试棒相比,真空连铸母合金本体取样在室温和800℃的抗拉强度提高了13%(100MPa)以上、伸长率提高了33%以上,800℃、490MPa的耐久寿数提高了80%以上。
铸造高温合金的规范成型试样代表了该合金的理想功能,一般而言,铸件由于补缩和安排控制问题,其本体取样功能要低于成型试样。而真空连铸 棒坯由于洁净度、宏观冶金质量、微观安排等多方面控制合理,其力学功能远高于规范成型试样的水平,进一步挖掘了合金的功能潜力。
k418化学成分(%):
铬Cr(%): 11.5~13.5
铝AI(%): 5.5~6.4
钼Mo(%): 3.8~4.8
铌Nb(%): 1.8~2.5
铁Fe(%): ≤1.0
钛Ti(%): 0.5~1.0
镍Ni(%): 余量
钨W(%): —
硅Si(%): ≤0.5
锰Mn(%): ≤0.25
碳C(%): 0.08~0.16
硫S(%): ≤0.015
磷P(%): ≤0.015
锆Zr(%): 0.05~0.15
硼B(%): 0.005~0.015
K418物理功能:
密度:ρ=8.0g/cm3;
硬度:(HRC): 33-37
弹性模量:144 211GPa
熔点 : 1295-1345 ℃
热膨胀系数 (20-100 ℃): 12.60 × 10-6/℃
热导率: 10 15W/(m·℃)
K418铸造合金(K18) 机械功能:
高温耐久性:
800 ℃:255mpa不小于8000H,490mpa不小于80H。
800 ℃: 伸长率9.0%,屈服强度745mpa。
20 ℃: 伸长率9.5%,屈服强度760mpa。