Nicr15Fe7TiAl

鎳基變形高溫合金 
牌號：InconelX-750
中國牌號：GH145/GH4145
德國牌號：NiCr15Fe7TiAl
法國牌號：NC15FeTNbA
日本牌號：NCF750
一、InconelX-750 概述 
InconelX-750合金主要是以γ′[Ni3(Al、Ti、Nb)]相進行時效強化的鎳基高溫合金，在980℃以下具有良好的耐腐蝕和性能，800℃以下具有較高的強度，540℃以下具有較好的耐松弛性能，同時還具有良好的成形性能和焊接性能。該合金主要用于制造航空發(fā)動機在800℃以下工作并要求強度較高的耐腐蝕的環(huán)形件、結(jié)構(gòu)件和螺栓等零件、在540℃以下工作的具有中等或較低應(yīng)力并要求耐松弛的平面彈簧和螺旋彈簧。還可用于制造氣輪機渦輪葉片等零件?？晒?yīng)的品種有板材、帶材、棒材、鍛件、環(huán)形件、絲材和管材。 
1.1 InconelX-750 材料牌號 InconelX-750 
1.2 InconelX-750 相近牌號 GH145/GH4145(中國),NiCr15Fe7TiAl(德 國),NC15FeTNbA(法國),NCF750（日 本） 
1.3 InconelX-750 材料的技術(shù)標準 
1.4 InconelX-750 化學(xué)成分 見表1-1。 
表1-1 %

CCNi+Co

Al

Ti

Fe

Nb+Ta

Co

Mn

Si

S

Cu

P

不大于

≤0.08

14.0～17.0

≥70.0

0.40～1.00

2.25～2.75

5.00～9.00

0.70～1.20

1.00

1.00

0.50

0.010

0.50

0.015

注：表中Mn、Si為棒、鍛件、環(huán)形件和絲材含量，板材、帶材和管材為：ω(Mn)≤0.35%,ω(Si)≤0.35%。 
1.5 InconelX-750 熱處理制度 板、帶、管材供應(yīng)狀態(tài)的固溶熱處理制度980℃±15℃，空冷。材料及零件的中間熱處理制度，可分別選擇下列工藝進行熱處理。 
退火：955～1010℃，水冷。 
焊接件焊接前退火：980℃，1h。 
焊接件消除應(yīng)力退火：900℃,保濕2h。 
消除應(yīng)力退火：885℃±15℃，24h,空冷。 
1.6 InconelX-750 品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài) 可以供應(yīng)各種規(guī)格的棒材、鍛件、環(huán)形件、熱軋板、冷軋板、帶材、管材和絲材。 
板材和帶材一般于熱軋或冷軋、退火或固溶、酸洗拋光后供應(yīng)。 
棒材、鍛件和環(huán)形件可于鍛態(tài)或熱軋狀態(tài)供應(yīng)；也可于鍛后固溶處理供應(yīng)；棒材可于固溶后磨光或車光供應(yīng)，當(dāng)訂單有要求時，可于冷拉狀態(tài)就位。 
管材于固溶處理并清除氧化皮后供應(yīng)。 
絲材可于固溶狀態(tài)供應(yīng)；對于標稱直徑或厚度在6.35mm以下的絲材，可固溶后并以50%～65%的冷拉變形供應(yīng)；標稱直徑或邊長大于6.35mm的絲材，固溶處理后以不小于30%的冷拉變形供應(yīng)。對于標稱直徑或邊長不大于0.65mm的絲材，根據(jù)要求固溶處理后以不小于15%的冷拉變形供應(yīng)。 
1.7 InconelX-750 熔煉與鑄造工藝 合金采用電弧爐加真空自耗重熔、真空感應(yīng)加電渣、電渣加真空自耗重熔或真空感應(yīng)加真空自耗重熔。 
1.8 InconelX-750 應(yīng)用概況與特殊要求 該合金主要用于制造航空發(fā)動機工作溫度在540℃以下的耐腐蝕的平面波形彈簧、周向螺旋彈簧、螺旋壓簧、彈簧卡圈和密封圈等零件。 
二、Inconel X-750 物理及化學(xué)性能 
2.1 Inconel X-750 熱性能 
2.1.1 Inconel X-750 熔化溫度范圍 1395～1425℃。 
2.1.2 Inconel X-750 熱導(dǎo)率 見表2-1。 
表2-1[1]

θ/℃

50

100

300

500

900

λ/（W/（m·℃））

14.7

15.9

20.1

25.1

37.3

2.1.3 Inconel X-750 線膨脹系數(shù) 見表2-2。 
表2-2[2]

θ/℃

20～200

20～300

20～400

20～500

20～600

20～700

20～800

α/10-6℃-1

13.1

13.5

14.1

14.4

15.0

15.6

16.2

2.2 Inconel X-750密度 ρ=8.25g/cm3[7]。 
2.3 Inconel X-750電性能 50℃時的電阻率ρ=1.22×10-6Ω.m[6]。 
三、InconelX-750力學(xué)性能 
InconelX-750技術(shù)標準規(guī)定的帶材、板材和管材的室溫力學(xué)性能見表3-1。 
表3-1

品種

規(guī)格δ/mm

熱處理制度

σb/MPa

σP0.2/MPa

δ4D/%

φ/%

HRC

帶材

交貨狀態(tài)

≤930

-

≥18

-

-

交貨狀態(tài)＋730℃±10℃，8h，爐冷55℃/h或空冷到620℃±10℃，8h，空冷，總時效時間不小于18h

≥1105

-

≥12

-

≥30

板材

≤0.60

交貨狀態(tài)

≤930

≤515

≥30

-

-

>0.60

≤930

≤515

≥35

-

-

板材

交貨狀態(tài)＋730℃±10℃，8h，爐冷55℃/h或空冷到620℃±10℃，8h，空冷，總時效時間不小于18h

≥1170

≥795

≥18

-

≥32

管材

交貨狀態(tài)

≤965

≤550

≥35

-

-

交貨狀態(tài)＋730℃±10℃，8h，爐冷55℃/h或空冷到620℃±10℃，8h，空冷，總時效時間不小于18h

≥1170

≥790

≥15

-

-

注：交貨狀態(tài)為固溶980℃±15℃，保溫適當(dāng)時間，空冷或快冷，去除氧化皮。 
InconelX-750技術(shù)標準規(guī)定的絲材的室溫力學(xué)性能見表3-2。 
表3-2

品種

規(guī)格/mm

熱處理制度

圓形絲

方或扁形絲

σb/MPa

σb/MPa

絲材

≤6.35

A類，交貨狀態(tài)

≥1310

≥1210

>6.35～15.88

≥1110

≥1110

≤0.65

B類，交貨狀態(tài)

≤1030

>0.65～12.70

895～1140

≥0.30～6.35

A類，交貨狀態(tài)＋650℃±10℃,4h,空冷

≥1520

>6.35～10.60

≥1380

>10.60～15.90

≥1240

≥0.30～6.35

A類，交貨狀態(tài)＋1150℃±10℃，2h，空冷，＋840℃±10℃，24h，空冷，＋650℃±10℃，20h，空冷

≥1030

>6.35～15.90

≥1000

≤0.65

B類＋730℃±10℃,16h，空冷

≥1070

>0.65～12.70

≥1140

注：交貨狀態(tài)，絲材在冷拉至成品前，在1090～1200℃內(nèi)的某一溫度固溶處理，然后按下述規(guī)定進行冷拉； 
A類：標稱直徑或邊長不大與6.35mm的絲材，冷拉變形量為50%～65%；標稱直徑或邊長大于6.35mm的絲材，冷拉變形量為30%以上。 
B類：標稱直徑或邊長不大于0.65mm的絲材，冷拉變形量為15%左右。 
InconelX-750棒材、鍛材和環(huán)形件標準規(guī)定的持久性能見表3-3。 
表3-3[3]

θ/℃

σ/MPa

t/h

δ4D/%

730℃±3℃

362

≥23

≥5

四、Inconel X-750 組織結(jié)構(gòu) 
4.1 Inconel X-750相變溫度 γ′相開始析出溫度約為600℃，析出峰約為800℃，900℃開始回溶，到970℃時幾乎全部溶解。 
4.2 Inconel X-750時間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線 
4.3 Inconel X-750合金組織結(jié)構(gòu) 合金經(jīng)標準熱處理后，其組織由γ基體、Ti(C、N)、Nb(C、N)、M23C6碳化物和γ′[Ni3(Al、Ti、Nb)]相組成，γ′含量大約為14.5%，是合金的主要強化相。

五、 InconelX-750工藝性能與要求 
5.1 InconelX-750成形性能 合金的鍛造溫度在1220～950℃之間均易成形。鋼錠開坯鍛造，其加熱溫度可在1200℃，為了使終鍛件或棒材獲得良好的組織和性能，隨后的鍛造加熱溫度應(yīng)在相應(yīng)較低的溫度下進行。終鍛溫度應(yīng)不低于950℃。該合金在劇烈成形工序后應(yīng)進行固溶處理。 
5.2 InconelX-750焊接性能 合金具有較好的焊接性能，可進行各種焊接，但對大截面的零件較難進行熔焊，而對小截面零件和薄板焊接性能較好。焊接必須在退火或固溶處理后進行，焊后應(yīng)進行消除應(yīng)力處理，采用980℃，保濕0.5h或900℃保濕2h。焊接組合件隨后進行時效處理，可獲得近似完全熱處理狀態(tài)的強度。 
5.3 InconelX-750零件熱處理工藝 零件的熱處理應(yīng)在無的中性或還原性氣氛中進行，以免發(fā)生化。零件應(yīng)避免在870～650℃之間進行“熱-冷”處理，對于大截面的零件，為了防止裂紋，固溶處理后應(yīng)在空氣中冷卻。 
成品零件終熱處理： 
對于在600℃以上工作、要求佳持久蠕變性能的零部件： 
固溶：1150℃±15℃,保溫2～4h,空冷； 
時效：845℃±15℃，保溫24h，空冷+705℃±15℃,保溫24h,空冷。 
對于在600℃以下工作、要求佳室溫和高溫拉伸性能的零部件： 
固溶：980℃±15℃,保溫1h,空冷； 
時效：730℃±15℃，保溫8h，以50℃/h爐冷到620℃±10℃,保溫8h,空冷。 
環(huán)形件一般采用下述熱處理制度： 
固溶：1095℃±15℃,保溫2-4h,空冷； 
時效：845℃±15℃，保溫24h，空或爐冷到+705℃±15℃,保溫20h,空冷。 
棒材和鍛件在600℃以下溫度使用時，采用下述制度進行熱處理： 
均勻化：885℃±15℃,保溫24h,空冷； 
時效：705℃±15℃，保溫20±1h,空冷。 
退火狀態(tài)的板材和帶材及做彈簧用的板帶和絲材可采用下述制度進行熱處理： 
時效：1）705℃±15℃,保溫22h,空冷； 
2）760℃±10℃，保溫1h,空冷。 
固溶：980℃±15℃,保溫1h,空冷； 
時效：730℃±10℃，保溫8h，以50℃/h爐冷到+620℃±10℃,保溫8h,空冷。 
5.4 InconelX-750表面處理工藝 
5.5 InconelX-750切削加工與磨削性能 合金可以在各種狀態(tài)下進行機械加工，退火或固溶狀態(tài)下機械加工性能良好。