NimoNic PE13 NimoNic PE13镍基变形高温合金物理及化学性能
2.1 HastelloyX 热性能
2.1.1 HastelloyX 熔化温度范围 1295～1381℃[1]。
2.1.2 HastelloyX 热导率 见表2-1。
2.1.3 HastelloyX 比热容 见表2-2。
2.1.4 HastelloyX 线膨胀系数 见表2-3。
2.1.5 HastelloyX 合金铸件的热扩散率 见表2-4。
表2-1[1]

θ/℃ 100 200 300 400 500 600 700 800 900
λ/（W/（m·℃）） 13.38 17.97 20.27 22.40 24.62 26.79 29.05 31.14 33.44
表2-2

θ/℃ 17 100 200 280 408 500 600 700 800 900
c/(J(kg·℃)) 372.6 372.6 389.4 456.4 427.1 452.2 464.7 515.0 535.9 561.0
表2-3[1]
θ/℃ 20～100 20～200 20～300 20～400 20～500 20～600 20～700 20～800 20～900
α/10-6℃-1 12.1 12.5 13.4 14.0 14.3 14.8 15.5 15.8 16.1
2.2 HastelloyX密度 ρ=8.28g/cm3[1]。
2.3 HastelloyX电性能 电阻率见表2-5。
表2-4

θ/℃ 24 100 300 400 500 600 700 800 900
Q/（10-6m2/S）） 2.78 3.06 3.68 3.64 4.36 4.32 4.38 4.91 5.23
2.4 HastelloyX磁性能 合金无磁性。
2.5 HastelloyX化学性能
2.5.1 HastelloyX抗氧化性能 合金在空气介质中试验100h后的氧化速率见表2-6。
表2-5[1]

θ/℃ 100 200 300 400 500 600 700 800 900
p/（10-6Ω.M）） 1.18 1.20 1.21 1.22 1.24 1.25 1.26 1.27 1.29
表2-6[1]

θ/℃ 700 800 900 1000 1100
氧化速率/（g/(m2·h）） 0.0023 0.060 0.117 0.200 0.611
三、NimoNic PE13镍基变形高温合金力学性能
HastelloyX技术标准规定的不同品种的力学性能见表3-1。
表3-1

品种 室温拉伸性能 815℃持久性能 其他性能
 σP0.2/MPa σb/MPa δ5/% σ/MPa t/h δ5/% 
 不小于 
冷轧薄板
冷轧带材
冷拔管材
棒材
环形件
精铸件② 310
310
310
275
275
200 725
760②
690
690
690
380 35
30①
25
30
30
10 110
-
-
105
105
- 24
-
-
24
24
- 8.0
-
-
10.0
10.0
- 弯曲180°
弯曲180°
液压、扩口
HBS≤241
HBS≤241
HBS≤96
① δ<0.25mm的带材的室温抗拉强度σb≥725MPa,δ5≥25%。
② 精铸件铸态815℃的σb≥240MPa,δ5≥12%。经800℃，50h，空冷处理后HRC≤24。
四、NimoNic PE13镍基变形高温合金组织结构
4.1 HastelloyX相变温度
4.2 HastelloyX时间-温度-组织转变曲线
4.3 HastelloyX合金组织结构
4.3.1 该合金在固溶状态的组织为奥氏体基体，还有少量的TiN和M6C型碳化物。经700～900℃长期时效后主要析出相为M12C和M3B2，同时也伴有微量μ相和L相。经700℃，200h时效后出现少量σ相，但在800℃时效后σ相不存在，而析出微量M23C6，有时出现微量L相。因此合金在长期时效后呈现一定程度的时效硬化现象，使塑性下降，高温强度也有所减低。
4.3.2 冷轧薄板技术标准规定，供应状态冷轧薄板的晶粒度应在4～8级范围内。
五、NimoNic PE13镍基变形高温合金工艺性能与要求
5.1 HastelloyX成形性能 合金具有良好的冷、热加工成形性能。锻造加热温度1170℃±10℃，终锻温度不低于950℃；板坯热轧加热温度1150℃±10℃，终轧温度不低于850℃；环形件热轧加热温度1170℃±10℃。
合金的高温拉伸塑性图见图5-1。高温镦粗试样经1180℃，45miN固溶处理后的再结晶曲线见图5-2。
5.2 HastelloyX焊接性能 该合金具有良好的焊接工艺性能，可采用氩弧焊、缝焊和点焊等方法进行焊接。氩弧焊时推荐采用HHastelloyX或HGH3113焊丝。
5.2.1 HastelloyX手工氩弧焊对接规范见表5-1。
表5-1[5]

被焊材料 厚度/mm 焊前状态 焊丝 接头形式 焊接电流/A 氩气流量/(L/miN) 钨极直径/mm 电源及极性
   牌号 直径/mm     
HastelloyX＋HastelloyX 1.0＋1.0 供应状态或固溶状态 HHastelloyX
HGH3113 1.2～1.6 对接 40～60 10～13 1.6～2.0 直流正极性
 1.5＋1.5  HHastelloyX
HGH3113 1.2～1.6  50～70 12～15 1.8～2.2 
5.2.2 HastelloyX自动钨极脉冲氩弧焊对接规范见表5-2。
表5-2

厚度/mm 焊前状态 焊丝 弧压/V 脉冲电流/A 维弧电流/A 脉冲幅比 脉冲宽比 脉冲频率 焊接速度/(m/miN) 送丝速度/(m/miN)
  牌号 直径/mm        
1.0
1.2
1.5 固溶 -
HGH-1
HGH-1 -
1.0
1.0 8.5
8.5
9.0 60
65
100 20
22
28 3
3
3.5 2
2
2 3
3
3 0.25
0.2
0.23 -
0.20
0.25
5.2.3 HastelloyX缝焊规范见表5-3。
表5-3[5]

被焊材料 厚度/mm 焊前状态 滚盘宽度/mm 焊接时间/s 休止时间/s 焊接速度/(m/miN) 电极压力/kN
   上 下    
HastelloyX＋HastelloyX 1.0＋1.0 固溶或供应状态 5.5 7.0 0.14～0.18 0.14～0.22 0.34～0.40 0.25
 1.5＋1.5  5.5 7.0 0.16～0.20 0.14～0.22 0.22～0.34 0.25
5.2.4 HastelloyX点焊规范见表5-4。
表5-4[5]
被焊材料 厚度/mm 焊前状态 电极直径/mm 焊接时间/s 电极压力/kN 单点抗剪强度/MPa 正拉强度/MPa
   上 下    
HastelloyX＋HastelloyX 1.0＋1.0 固溶或供应状态 6 7 0.16～0.24 0.1～0.2 ≥9.35 ≥6.36
 1.5＋1.5  6 7 0.20～0.36 0.2～0.3 ≥12.30 ≥10.60
5.2.5 HastelloyX焊接接头的力学性能见表5-5。
表5-5[6]
焊接方法 厚度/mm 焊前状态 焊后处理 焊丝牌号 θ/℃ 接头强度 持久性能
      σb/MPa 强度系数/% σ/MPa t/h
氩弧焊 1.5 供应状态 未处理 HHastelloyX 20
650
815 800
586
337 100
100
100 -
294
110 -
217.6
46.4
脉冲氩弧焊 1.0 供应状态 未处理 - 20
650 842
531 100
90 -
- -
-
 1.5 供应状态 未处理 HSG-1 20
650 826
581 100
98 -
294 -
296.5
缝焊 1.5 供应状态 未处理 - 20
650
815 763
514
325 96
91
100 -
294
110 -
214.2
48.6
5.3 HastelloyX零件热处理工艺板材制件固溶处理：1150℃±10℃，2～15miN，快速空冷。焊接件或火焰筒处理：980℃±10℃，60miN，空冷。机加工后除应力处理：870℃±10℃，30～60miN，空冷。零件稳定尺寸处理：760℃±10℃，2h，空冷。
 NimoNic PE13 镍基高温合金板材 
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