z12CN24-13是一种耐氧化钢,可承受980℃以下反复加热,主要应用于加热炉部件和重油燃烧。下面将详细介绍它的化学成分、物理性能、力学性能、热处理及应用领域。
NiFe25Cr20NbTi 镍基合金
一、材料概述
NiFe25Cr20NbTi 是一种镍基高温合金,具有优异的高温强度、抗氧化性和耐腐蚀性能。这种合金主要由镍、铬、铁、钛、铌等元素组成,通过添加铝、钛等元素形成弥散强化相,进一步提高了材料的高温性能。它广泛应用于航空航天、石油化工、能源等领域,尤其适用于内燃机的高温部件。
二、化学成分
NiFe25Cr20NbTi 的化学成分如下(质量分数,%):
成分
含量范围
镍(Ni) 余量
铁(Fe) 23.0 - 28.0
铬(Cr) 18.0 - 21.0
钛(Ti) 1.0 - 2.0
铌(Nb)+钽(Ta) 1.0 - 2.0
碳(C) ≤0.10
硅(Si) ≤1.0
锰(Mn) ≤1.0
磷(P) ≤0.030
硫(S) ≤0.015
硼(B) ≤0.008
铝(Al) 0.3 - 1.0
这些成分赋予了 NiFe25Cr20NbTi 合金优异的高温性能。
三、物理与力学性能
(一)物理性能
密度:8.1 g/cm³。
熔点:约 1300℃。
热膨胀系数:在 20℃至 700℃之间约为 13 - 16.8 × 10⁻⁶/K。
热导率:在 20℃时约为 13 W/(m·K),在 700℃时约为 42.3 W/(m·K)。
比热容:在 20℃时约为 460 J/(kg·K)。
弹性模量:在 20℃时约为 215 GPa。
(二)力学性能
抗拉强度:在室温下,抗拉强度可达 900 - 1100 MPa。
屈服强度:在室温下,屈服强度可达 500 MPa。
断后伸长率:≥25%。
断面收缩率:≥30%。
硬度:在退火状态下,硬度 ≤295 HBW;在固溶处理和沉淀硬化后,硬度 ≥28 HRC。
四、加工与热处理
(一)加工性能
NiFe25Cr20NbTi 合金具有良好的冷、热加工性能,可以通过传统的机械加工方法进行加工成型。然而,由于其高强度和硬度,加工时需要使用特殊的刀具和冷却液,以减少刀具磨损和加工表面的热损伤。
(二)热处理
NiFe25Cr20NbTi 合金的热处理工艺包括固溶处理和沉淀硬化:
固溶处理:加热至 1000 - 1080℃,随后快速冷却。
沉淀硬化:在 690 - 710℃进行人工时效处理。
五、应用领域
(一)航空航天
NiFe25Cr20NbTi 合金广泛应用于航空航天领域,例如用于制造喷气发动机的涡轮叶片、燃烧室零部件等。其优异的高温强度和抗氧化性能使其能够在高温环境下长期稳定工作。
(二)石油化工
在石油化工领域,NiFe25Cr20NbTi 合金用于制造高温反应设备和耐腐蚀管道配件。其耐腐蚀性和抗氧化性能使其能够抵抗多种腐蚀介质的侵蚀。
(三)能源领域
NiFe25Cr20NbTi 合金在能源领域也有广泛应用,例如用于制造燃气轮机和核发电机的高温部件。其耐高温和抗蠕变性能使其能够在高温和高压环境下长期稳定运行。
(四)汽车工业
在汽车工业中,NiFe25Cr20NbTi 合金用于制造高性能发动机的排气阀、涡轮增压器等部件。其高温强度和抗氧化性能使其能够在高温环境下保持良好的性能。
六、总结
NiFe25Cr20NbTi 镍基合金是一种性能优异的高温材料,具有优异的高温强度、抗氧化性和耐腐蚀性能。通过适当的热处理,NiFe25Cr20NbTi 能够满足各种高温和高负荷环境下的使用要求,广泛应用于航空航天、石油化工、能源和汽车工业等领域