X5NiCrTi26-15合金简介.docx

X5NiCrTi26-15合金简介高温合金是指以铁、镍、钴为基，能在600以上的高温及一定应力作用下长期工作的一类金属材料，具有优异的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能，而高温合金所具有的耐高温、耐腐蚀等性能主要取决于它的化学组成和组织结构。下面康晟航材就带大家从不同的角度了解一下高温合金X5NiCrTi26-15的特性：1、 X5NICRTI26-15 概述 X5NICRTI26-15是Fe-25Ni-15Cr基高温合金，加入钼、钛、铝、钒及微量硼综合强化。在650以下具有高的屈服强度和持久、蠕变强度，并且具有较好的加工塑性和满意的焊接性能。适合制造在650以下长期工作的航空发动机高温承力部件，如涡轮盘、压力机盘、转子叶片和紧固件等。该合金可以生产各种形状的变形产品，如盘件、锻件、板、棒、丝和环形件等。 优质X5NICRTI26-15合金，是在X5NICRTI26-15合金基础上发展而来，只要是提高合金纯洁度，限制气体含量，控制低熔点元素含量，并调整热处理制度，从而使合金的热强性和长期使用性能提高。 1.1 X5NICRTI26-15 材料牌号 GH132 1.2 X5NICRTI26-15 相近牌号 A286,UNSS66286(美国),ZbNCT25(法国),P.Q.A286(美国) 1.3 X5NICRTI26-15 材料的技术标准 GJB 2611-1996 航空用高温合金冷拉棒材规范 GJB 2612-1996 焊接用高温合金冷拉丝材规范 GJB 3020-1997 航空用高温合金环坯规范 GJB 3065-1998 航空承力件用高温合金热轧和锻制棒材规范 GJB 3167-1998 冷镦用高温合金冷拉丝材规范 GJB 3317-1998 航空用高温合金热轧板规范 GJB 3782-1999 航空用高温合金锻制圆饼规范 GB/T 14996-1994 高温合金冷轧薄板 Q/3B4071-1993 YZX5NICRTI26-15合金热轧棒材 Q/6S1032-1992 高温紧固件用YZX5NICRTI26-15合金棒材1.4 X5NICRTI26-15 化学成分 X5NICRTI26-15合金化学成分见表1-1，优质X5NICRTI26-15合金化学成分见表1-2。 表1-1 %CCrNiMoTiFeVBMnAlSiPS不大于0.0813.516.024.027.01.001.501.752.30余0.100.500.0010.0101.002.000.041.000.0300.020 注：1 冷拉棒、圆饼和环坯标准规定(Ti)1.80%2.35%。 2 热轧和冷轧板标准规定，(B)0.003%0.010%，(Mn)2.00%，(P)0.020%，(S)0.015%。 3 冷拉焊丝标准规定，(Al)0.35%，(Ti)1.75%2.35%，(Si)0.40%1.00%，(P)0.020%，(S)0.015%。 4 冷镦用丝材标准规定，(Ti)1.75%2.35%，(Si)0.40%1.00%，(P)0.025%，(S)0.020%。 5 热轧和锻制棒材标准规定(Cu)0.25%。 表1-2 %CCrNiMoTiFeVBMnAlSiPS不大于0.0813.5016.0024.0027.001.001.501.902.35余0.100.500.0030.0100.350.350.350.0150.002CaMgCuSnPbSeAgTeTlBiNO不大于0.0050.0050.300.00500.00050.00030.00050.000050.00010.000030.01000.0050 注：微量元素Se、Te、Tl在确定分析方法前，报实测数据，不作为验收依据。1.5 X5NICRTI26-15 热处理制度 材料标准规定的X5NICRTI26-15热处 理制度见表1-3；优质X5NICRTI26-15热处理制度为90010，12h,油冷75010，16h，空冷。表1-3材料品种热处理制度棒材、圆饼9801000，12h，油冷700720，1216h,空冷热轧板、冷轧板9801000，空冷700720，1216h，空冷冷拉棒9801000，12h，油冷700720，16h,空冷环件毛坯980990，12h，油冷700720，16h,空冷冷镦用冷拉丝9801000，水冷或油冷700720，16h,空冷 注:冷拉棒和冷拉丝标准规定，性能检验不合格时，可以不大于760时效16h，合格后交货。 1.6 X5NICRTI26-15 品种规格和供应状态 可以供应各种规格的棒材、板材、丝材、盘件和环件。棒材、圆饼和环坯不经热处理交货；热轧板和冷轧板固溶和酸洗后交货；冷拉棒材于固溶酸洗状态交货；冷镦丝可于固溶酸洗盘状、或固溶酸洗直条状、或固溶直条状磨光和冷拉等几种状态交货；冷拉焊丝于冷拉状态、或固溶酸洗、或半硬状态交货。 1.7 X5NICRTI26-15熔炼和铸造工艺 X5NICRTI26-15合金可采用非真空感应电渣，电弧炉电渣和电弧炉真空电弧以及真空感应真空电弧等工艺熔炼。优质X5NICRTI26-15合金可采用真空感应真空电弧工艺熔炼。 1.8 X5NICRTI26-15 应用概况与特殊要求 在航空上主要用于在650以下工作的发动机压气机盘、涡轮盘、承力环、机匣、轴类、紧固件和板材焊接承力件等。在国内该合金已在航空上获得较为广泛的应用。优质X5NICRTI26-15合金用作航空发动机压气机叶片及高温紧固件等。二、X5NICRTI26-15 物理及化学性能 2.1 X5NICRTI26-15 热性能 2.1.1 X5NICRTI26-15 熔化温度范围 1364-1424。 2.1.2 X5NICRTI26-15 热导率 见表2-1。表2-1/100200300400500600700800900/（W/（mC）14.215.917.218.820.522.223.925.527.6 2.1.3 X5NICRTI26-15线膨胀系数 X5NICRTI26-15线膨胀系数见表2-2；优质X5NICRTI26-15线膨胀系数见表2-3表2-21/201002020020300204002050020600207002080020900/10-6C-115.3716.0916.3116.8417.5818.0618.7419.6220.45表2-32/201002020020300204002050020600207002080020850/10-6C-115.716.016.516.817.317.517.919.119.7 2.2 X5NICRTI26-15密度 X5NICRTI26-15:=7.93g/cm31；优质X5NICRTI26-15:=7.99g/cm32。2.3 X5NICRTI26-15电性能 电阻率见表2-42.4 X5NICRTI26-15磁性能 2.5 X5NICRTI26-15化学性能 2.5.1 X5NICRTI26-15抗氧化性能 合金在空气介质中试验100300h后的氧化速率见表 2-5。表2-4/20100200300400500600700800900/(10-6m )0.9140.9851.0181.0741.1191.1351.1651.1921.2131.225表2-5/氧化速率/(g/(m2h)100h200h300h6500.004170.002760.002347500.032500.072160.083228500.006300.123860.096723、 X5NICRTI26-15力学性能 技术标准规定的性能 X5NICRTI26-15合金见表3-1；优质X5NICRTI26-15合金见表3-2表3-1品种室温性能/拉伸性能持久性能b/MPaP0.2/MPa5/%/%aKU/（kJ/m2）HBSb/MPa5/%/%/MPat/h5/%不小于不小于轧棒锻棒930-2040-2553215507851628588100-6507351520392100-冷拉棒9005901520-248341650-451（392）23（100）5（3）热轧板885-20-65073515-55078516-冷轧板885-20-65073515-392100实测55078516-588100实测圆饼93062020402902553216507351520392100-环坯930620203029025532165073515-392100-冷镦用丝900（930）590-15（18）20（40）-248341（HV260360）650-451（392）23（100）5- 冷拉棒和冷镦用丝材，固溶状态硬度不大于HBS202(HV194)。 板材的高温拉伸和持久试验只作一个温度，如合同中未注明时按650进行试验。 如需方要求，可按括号内指标进行检验。4、 X5NICRTI26-15组织结构 4.1 相变温度 4.2 时间-温度-组织转变曲线 X5NICRTI26-15合金中-Ni3Ti相的析出动力学曲线见图4-1。(Ti)：2.24%2.28%；(Ti)：2.03%2.08%图4-1 相析出曲线4 4.3 合金组织结构 X5NICRTI26-15合金在标准热处理状态下，在基体上有球状均匀弥散分布的Ni3（Ti，Al）型相以及TiN,TiC，晶界有微量M3B2，晶界附近可能有少量相和L相。合金硅、硫含量较高时，会有G相、Y相在晶界析出。长期时效或使用后是否有相析出，与合金成分有关。近年来采用相分析计算方法提出了如下简化公式： Nv=Ni3Ti3.5Al1.7Si0.9Cr4.71 注：元素符号表示该元素在合金中的重量百分比。当NV0时，无相析出。相的溶解温度为830850，开始析出温度在650左右，700730析出最多。标准热处理后相数量约为合金重量的2%3%，直径约1020nm，其化学组成近似(Ni0.93Fe0.04Cr0.03)2.73(Ti0.83Al0.17)。550650长期时效后，相数量稍微增加，尺寸略微长大。当合金中(Al)0.4%时，就有可能出现胞状相。TiC,TiN的数量约占合金重量的0.25%，基本上不参与合金热处理过程的组织转变。TiC在1180以上才开始溶解，TiN则更不易溶解。相形成的温度区间约在700900之间，析出温度与合金Ti含量相关。M3B2相在10401080固溶时已大量溶解，至11801210可完全溶解，M3B2在650时效已有析出。L相在950990之间股溶蚀溶解，析出峰在850左右。G相在982以上开始溶解，至1120可完全溶解，析出峰在850左右。相析出温度在650900之间，析出峰在750850左右。G、和相的出现对合金性能起损害作用。5、 X5NICRTI26-15工艺性能与要求 5.1 成型性能5.1.1 X5NICRTI26-15合金的工艺塑性图见图5-1，再结晶图见图5-2。图5-2 合金再结晶图1 图5-1 合金工艺塑性图1 图5-2 合金再结晶图1 5.1.2 合金锻造开坯加热温度10801140，终锻温度高于900。水压机开坯时加热温度1110，停压温度高于950；模锻开压温度为1100，停压温度高于930。环件轧制加热温度11301150，终轧温度高于900。棒材及型材轧制温度10801140，终轧温度高于900。5.2 焊接性能 合金具有满意的焊接性能，可用氩弧焊、点焊、缝焊紧进行焊接。合金于固溶状态进行焊接，焊后进行时效处理。5.2.1 手工和自动钨极对接氩弧焊规范见表5-1。推荐采用HGH113焊丝和较小的焊接能量输入。 5.2.2 自动钨极脉冲氩弧焊对焊规范见表5-2。 5.2.3 缝焊规范见表5-3。 5.2.4 焊后进行时效处理的氩弧焊对接接头的强度系数大于90%。表5-1焊接方法厚度/mm焊丝电流/A电压/V焊接速度/(m/min)送丝速度/(m/min)氩气流量/(L/min)背面气体流量/(L/min)钨极直接/mm焊嘴直径/mm牌号直径/mm手工氩弧焊1.51.5HX5NICRTI26-151.67090810-68-1.682.02.090100自动氩弧焊1.51.5HX5NICRTI26-15HGH1140HGH1131.695100780.250.320.3258233.0182.02.0130表5-2厚度/mm焊丝电压/V脉冲电流/A维弧电流/A脉冲幅比脉冲宽比脉冲频率/Hz焊接速度/(m/min)送丝速度/(m/min)牌号直径/mm0.8不加丝-8.550134350.3-0.8HSG-11.08.59.060154250.270.1651.5HSG-11.08.59.0100283.5230.230.22.0HSG-11.0910130265230.20.25表5-3厚度/mm滚盘宽/mm电源/A焊接时间/s休止时间/s焊接速度/(m/min)电极压力/N上下1.51.55.56.0830095000.160.180.160.180.36765083352.02.010000120000.180.220.240.280.3683359805 5.3 零件热处理工艺 固溶温度9801000，根据零件截面厚度温度保温不同时间后进行空冷、油冷或水冷后，再在700720时效1216h后空冷。优质X5NICRTI26-15合金制零件的热处理工艺为：固溶90010，12h，油冷时效75010，16h，空冷。 5.4 表面处理工艺 在高温下工作的零件可采用W-2珐琅涂层涂层进行有效的保护.了解了这么多有关高温合金的介绍，亲们是不是学到了