英科耐尔INCONEL

Inconel X-750镍基高温合金

一、名称（图表软多，无法一一列出来，可以与上海墨钜特殊钢客服联系索取图表哦）
Inconel Alloy X-750，又名Inconel X-750
二、概述
Inconel X-750是以Al、Ti、Nb强化的镍基合金，是Inconel合金系统中早期较好的合金之一．在980℃以下具有良好的强度。良好的抗腐蚀和抗氧化性能，而且也有较好的低温性能，成型性能也好，能适应各种焊接工艺，这个合金是在第二次世界大战后期为了满足军工需要（如工作温度为815℃左右的增压涡轮和涡轮喷气发动机）而研制成功的，合金在650~930℃范围内的持久强度比Inconel 722合金高33%。主要用作航空和工业燃气涡轮部件。这个合金的进一步发展就是性能很相似的Inconel Alloy 751．Inconel Alloy 751的时效时间较短，使用温度稍高。
三、化学成分
表24.1化学成分，%

四、品种
薄板，带材，厚板，棒材，线材，管材，锻材，高温弹簧等。这些产品通常以退火状态供应，特殊定货也可以其他状态供应。
五、热处理制度
退火∶955-1010℃，水淬.
焊接退火∶980℃，1小时（冷变形量大的材料，焊接前退火）;980℃，30分钟（焊接件，时效前退火）.
固溶处理∶1135~1165℃，2~4小时，空冷（采用偏低固溶处理温度会降低持久强度）。

完全热处理∶固溶处理+830~855℃，24小时，空冷+690-720℃，2小时，空冷（这种处理制度一般适于工作温度为595℃以上的材料）。
特殊热处理∶
板材和带材，退火+690~-720℃，20小时，空冷，
整材和锻件（595℃以下使用），870~900℃，24小时，空冷（均化"Equaize"）+690~720℃，30小时（时效）.
棒材和锻件，970~995℃，1小时，空冷（固溶）＋725-740℃，8小时炉冷（55℃/小时）到615-630℃，保温，总时效时间18小时，空冷.
Spring temper带材和线材，为了得到最好的室温强度，在635~65℃时效4小时，空冷。No.1temper线材（540℃以下使用），在720~745℃时效16小时，空冷.
Spring temper线材（65%冷变形），为了在480~650℃得到最好的抗松弛性能，要进行完会热处理。
六、物理化学
1. 密度：8.25
2.  熔化温度1393--1427℃
3.  导热率（图24.1）
图24.1合金的导热率（图中不同曲线系引自不同文献）
4.热膨胀系数（图24.2）
图24.2合金的热膨胀系数（图中不同曲线系引自不同文献）
4. 比热（图24.3），可以联系021-67898722索取图表哦。
5. 电阻率（图24.4）
图24.3合金的比热
7.抗氧化性能
图24.4合金的电阻率
表24.2航字材料标准对板材，带材，棒材和锻件规定的机械性能

（a）>0.64毫米;，拉伸强度>116公斤/毫米;，延伸率（50毫米;）≥15%.（b）厚度超过0.13毫米;的材料．（c）试样取自大锻盘的中心部位，延伸率为10%，面缩率为12%.
表24.3航字材料标准对薄板，带材，厚板，摔材和锻件规定的机械性能

（a）尺寸大于0.13活米，（b）供求双方协离.*原文为屈服强度，可他是拉伸强度（编著）.可联系1+347278/7990索取图表。
七、机械性能
航宇材料标准（AMS）规定的机械性能（表24.2~24.4）.
表24.4航字材料标准对线材规定的机械性能

棒材和锻件在730~735℃，31.6公斤/毫米;应力下，持久寿命应大于100小时，100小时后应力提高到31.6~49公斤/毫米;之间，延伸率（4倍直径）应大于15%.
管材在730~735℃，31.6公斤/毫米;应力下，持久寿命应大于23小时，23小时后应力提高到31.6~49公斤/毫米;之间，并记录延伸率.
1.室温机械性能
（1）拉仲性能（图24.5~24.8）
图24.5棒材的室温和低温应力-应变曲线
2. 不同温度的机械性能
（1）拉伸性能（图24.9~24.16）
图24.6拉伸条件下板材的室温和高温应力-应变曲线
图24.7锻造温度和变形量对室温拉伸性能的影响
图24.8试验方问对热处理棒材拉伸性能的影响
图24.9试样温度对板材拉伸性能的影响
图24.10保温时间，应变速度和试验温度对薄板拉伸性能的影响
图24.11试验温度和时效处理对冷轧，退火板材拉冲性能的影响
图24.12应变速度和试验温度对板材屈服和拉伸强度的影响
图24.13板材直接时效对室温和高温拉伸性能的影响
图24.14低温对薄板和棒材拉伸性能的影响
图24.15试验已度对热轧，均化处理和时效棒材拉伸性能的影响
图24.16低温对惰性气体钨极焊接板材拉伸强度的影响
（2）硬度（图24.17）可联系1+347278/7990索取图表。
图24.17试验温度对不同热处理的热轧材料硬度的影响
图24.18在压应力条件下板材的室温和高温应力-应变曲线
（3）压缩性能（图24.18~24.19）
图24.19试验温度对板材压缩屈服强度的影响
（4）冲击性能（图24.20）
图24.20试验温度对棒材夏比冲击值的影响
图24.21低温试验对板材剪切强度（F，）的影响
（5）扭转和剪切性能（图24.21~24.22）
（6）承受性能（图24.23）
（7）缺口性能（图24.24~24.25）
图24.22试验温度对棒材剪切强度的影响
图24.23试验温度对板材承受特性的影响
图24.24低温对应力集中系数为3.5，7.2和8的板材缺口试孔度
图24.25低温对板材缺口试样拉伸性能的影响（括弧内数字为不同文献号）
图24.27棒材持久强度的线参数控制曲线
图24.28退火和热处理板材在650和730℃的持久强度曲线
图24.29板材在室温--980℃的持久强度曲线
图24.30均化（Equalized）和时效的光滑和缺口棒材试样的持久强度曲线
图24.38均化和时效的热轧棒材在540℃的蠕变和持久强度曲线
图24.39继材在815℃的总应变和持久强度曲线
图24.40棒材在980℃的蠕变曲线
图24.41薄板在730和815℃的总应变曲线
表24.6不同温度和应力下的蠕变速率和持久性能
图24.42经退火和时效的InconelAoyX-750合金长期蠕变和长期持久强度曲线
图24.43棒材在650~815℃蠕变和总应变曲线
图24.44均化和时效的热轧棒材在540~650℃的应力松弛曲线
图24.45经退火和双时效处理的热轧捧材在540~730℃的应力松弛曲线
图24.46Spring-temper冷卷线材经固溶和时效处理后的应力松弛曲线
图24.47冷卷弹簧（ColdCoiledspring）在430-595℃，7-49公斤/毫米;应力下的应力松弛曲线
4.疲劳性能（图24.48~24.58）可联系1+347278/7990索取图表。
图24.48冷轧板材的室温反复弯曲疲劳寿命
图24.50带材在冷轧和两种时效状态下的室温反复弯曲疲劳强度
图24.49热处理制度对热轧棒村室温反复弯曲疲劳的影响
图24.51板材光滑试样的室温和低温反复弯曲疲劳性能
图24.52板材缺口试样的室温和低温反复弯曲疲劳性能
图24.53板材缺口试样的低温和室温反复弯曲疲劳曲线
图24.54完全热处理后的热轧棒材540-815℃的旋转弯曲疲劳曲线
图24.55完全热处理后的热轧棒材的室温和高温疲劳曲线
图24.56几种热处理制度对合金晶粒度和室温、高温疲劳强度
图24.57车螺纹和热处理先后次序对螺栓在595℃的疲劳强度的影响
图24.58梓材在730℃的应力范围图（Fx∶平均应力）
图24.59合金的室温和高温泊松比可以联系021-67898722索取图表哦。
图24.60低温对棒材弹性模量的影响
图24.61室温和高温弹性模盘
图24.62低温对刚性模量（G）的影响
图24.63合金的室温和高温刚性模量（G）（实线和虚线系引自不同文献）
图24.64板材的室温和高温正切模量曲线
八、工艺
合金采用真空或非真空感应炉熔炼，或进一步进行自耗电极重熔．合金在退火状态下易干于成型，其加工性能类似低合金钢，开锻最高温度为1205℃，终锻最低温度为980℃.合金可采用气体钨弧焊，电子束焊和电阻焊。焊接在退火状态下进行，如需用填料，可采用Inconel69焊条.冷加工变形量大的材料焊接前应预先在980℃退火1小时，焊接件时效处理前应该在980℃退火30分钟.退火时为了获得尽可能快的加热速度，部件应该在预热炉中预热．退火后的部件应进行一定程度的时效，时效参数取决于使用条件和温度，时效过的材料也可以焊接，但只能在540℃以下使用，如果使用温度超过540℃，则需进行固溶处理和再次时效，由于Inconcl X-750合金具有高的高温强度，故进行电阻焊时要求较高的焊接压力.
热处理应该在无硫的中性或还原性气氛中进行，如果使用高硫燃油，可以使用含氧1一2%的氧化气氛，但不要接触炉渣，以免发生硫化作用，锻件要分散空冷，不宜堆冷，对于截面在114毫米;以下的大锻件，应在热水或温油中淬火，既能淬透又能避免开裂.厚度在0.5毫米;以下的薄板和带材退火应该在氩气或干燥的氢气中进行，以免表面强化元素损失，
合金可以在各种状态下进行机械加工，其机械加工性能仅次于普通钢，以退火和固溶处理状态下的机械加工性能为最好。
九、组织
正常热处理后的组织
合金经正常热处理后，组织中有Ti（C，N），Nb（C，N）碳化物和γ′，即Ni（Al，Ti，Nb）相，γ′相的含量为14.5%，晶格常数为3.598。γ′相成分的典型代表式是∶（Ni）（Al，Ti，Nb，）．析出温度为595~815℃，溶解温度为970℃。合金的显微组织示于图24.66.由图24.66可以看出，在合金化程度较低的InconelX-750合金中，晶界附近存在γ′贫乏区．这是由于铬向晶界扩散形成晶界碳化物致使晶界附近铬元素贫化，从而提高这个区域镍和铝的溶解度，引起了γ′相的溶解所造成的。这种γ′相贫乏区对发挥合金的持久性能有利，在工作温度下，这些区域比周围软，可以抑制滑移和晶间断裂，但是当γ′相和铬元素过度贫乏时，将对合金性能产生不利影响。
图24.65板材的室温和高温正割模量曲线
图24.66合金正常热处理后的电子显微镜组织
图24.67Inconel X-750变形合金经870℃，1500长期时效和使用后的组织
W.C等人用电子显微镜方法研究了Inconel X-750 等几种镍基合金的沉淀硬化过程，观察了在760和870℃经20，100和1000小时长期时效后的组织，结果表明，随着时效时间的延长和温度升高，γ′相和晶界碳化物逐渐粗化，但未出现其他有害相。根据文献介绍，合金在870℃时效1500小时后发现了针状的η（Ni3Ti）相（图24.67）.
Inconel X-750燃气涡轮工作叶片在650~700℃工作22，000小时后，叶片锁根部位的组织无明显变化，而叶身部位晶内γ′相和晶界碳化物则有明显长大（图24.68）.
图24.68工作22，000小时后的Inconcl x-750二级叶片的电子显微镜照片
长期时效或长期使用对性能的影响
susukida等人用38毫米;直径的inconel x-750合金锻材，正常热处理后再在700℃进行不同时间的长期时效，然后研究了材料机械性能的变化（图24.69）。结果指出，在100小时内0.2%屈服强度升高，直到3000小时变化不大，3000小时后略有下降．变化趋势与硬度变化相似。持久性能在300小时内稍有提高，1000小时后开始下降。时效时间对持久延伸率和冲击值的影响则很小（图24.70）。
图24.69长时间加热（时效）对Inconel X合金室温机械性能的影响
图24.70长时间加热对合金持久性能和冲击值的影响
图24.71涡轮叶片长期工作后拉伸性能和硬度的变化
图24.72InconelX-750合金涡轮叶片长期工作后的冲击值和持久性能的变化
另外，从34000小时工作过程中按不同时间分9次取下的二级涡轮叶片（工作湿度650一700℃）和三级涡轮叶片（工作温度600-650℃）并取样研究其机械性能和显微组织的变化，图24.71.表明维氏硬度，室温拉伸性能与涡轮叶片工作时间的关系.叶身部位试样的持久寿命开始有提高而后下降.二级叶片的强度下降十分明显，而三级叶片无显著变化，持久延伸率和冲击值则随涡轮工作时间的延长而下降（图24.72），
综上所述，合金化程度较低的inconelx-750合金经正常热处理和长期使用后，晶界附近均有γ′相的贫乏带，一般情况下对合金的性能是有利的，但过度贫乏则对性能有害。合金在600~700℃使用22，000小时后未出现其他相，然而经870℃时效1500小时后出现针状的η相。
十、用途
Inconel Alloy X-750主要用作航空和工业燃气涡轮部件，高温弹簧，螺栓和飞机用板材。在Aireserch公司生产的发动机上用作燃烧室，高温增压装置和鼓轮;在Conineutal Aviation and Engineering公司生产的发动机上用作燃烧室外壳;在Prats Whiney公司生产的发动机上用作高压压气机匣和压气机导向叶片，扩散段外壳和燃烧室外壳等。
参考文献
略。。