NS312固溶強化型鎳基合金概述：
NS312是早期發展的鎳-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、環坯、環形鍛件等，適宜制作在1100℃以下承受低載荷的抗氧化零件。
1.1 NS312材料牌號 NS312。
1.2 NS312相近牌號 Inconel，GH600，GH3600(中國）。
1.3 NS312材料的技術標準
1995-13《NS312合金冷軋薄板技術條件》
1993-18《NS312合金棒材、圓餅、環坯和環形鍛件技術條件》
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/3B 4082-1993《NS312合金冷軋帶材》
Q/3B 4083-1993《NS312合金鉚釘用絲材》
Q/5B 4006-1995《NS312合金冷軋帶材和薄板材》
Q/5B 4030-1992《冷鐓用NS312合金冷拉絲》
1.4 NS312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 航天用材料標準BZ-44-9003B-0規定ω(C)≤0.10%,ω(P)≤0.020%,ω(Nb)≤1.00%。
2 1995-13標準規定ω(P)≤0.025%,ω(Nb)≤1.00%。
1.5 NS312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、環形件檢驗試驗經1010℃±10℃，空冷固溶處理。
1.6 NS312品種規格與供應狀態 可供應各種規格的板材、棒材、鍛件、帶材、絲材、圓餅、環坯、環形鍛件。棒材以鍛軋狀態、表面磨光或車光供應；圓餅和環坯以鍛態供應；環件以固溶狀態供應；板材經固溶、堿酸洗、矯直和切邊后供應；帶材經冷軋、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交貨。
1.7 NS312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。
1.8 NS312應用概況與特殊要求 該合金在國外有成熟的使用經驗，在國內已制成航天發動機零部件，通過試飛試驗，在航空上也開始使用。
二、NS312物理及化學性能
2.1 NS312熱性能
2.1.1 NS312熔化溫度范圍 1370～1430℃。
2.1.2 NS312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 |
2.1.3 NS312比熱容 見圖2-1。
2.1.4 NS312線膨脹系數 見表2-2。
2.2 NS312密度 ρ=8.43g/cm3。
2.3 NS312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 |
2.4 NS312磁性能 合金無磁性。
2.5 NS312化學性能
2.5.1 NS312抗氧化性能 在空氣介質中試驗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
3.1 NS312技術標準規定的性能 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、環坯或環形件 |
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 供應狀態板材應進行室溫彎曲試驗，芯棒直徑等于產品厚度乘以表3-2的彎曲系數，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
|
產品厚度/mm |
<0.25 |
0.25～1.30 |
>1.30～4.00 |
|
彎曲系數 |
雙方協議 |
1 |
2 |
四、NS312組織結構
4.1 NS312相變溫度
4.2 NS312時間-溫度-組織轉變曲線
4.3 NS312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1500h長期時效后，組織中仍然是Cr7C3和TiN，說明合金的組織是穩定的。
五、NS312工藝性能與要求
5.1 NS312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℃。
5.2 NS312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，以消除焊接應力。
5.3 NS312零件熱處理工藝 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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