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NS312
一、NS312概述
NS312是早期發(fā)展的鎳-鉻-鐵基固溶強(qiáng)化合金，具有良好的耐高溫腐蝕和性能、優(yōu)良的冷熱加工和焊接工藝性能，在700℃以下具有滿意的熱強(qiáng)性和高的塑性。合金可以通過冷加工得到強(qiáng)化，也可以用電阻焊、溶焊或釬焊連接，可供應(yīng)冷軋薄板、熱軋厚板、帶材、絲材、棒材、圓餅、環(huán)坯、環(huán)形鍛件等，適宜制作在1100℃以下承受低載荷的零件。
1.1NS312材料牌號(hào)NS312。
1.2NS312相近牌號(hào)Inconel，GH600，GH3600(中國）。
1.3NS312材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
撫1995-13《NS312合金冷軋薄板技術(shù)條件》
撫1993-18《NS312合金棒材、圓餅、環(huán)坯和環(huán)形鍛件技術(shù)條件》
BZ-44-9002B-0《NS312合金冷軋薄板技術(shù)條件》
BZ-44-9003B-0《NS312合金熱軋厚板技術(shù)條件》
Q/3B4082-1993《NS312合金冷軋帶材》
Q/3B4083-1993《NS312合金鉚釘用絲材》
Q/5B4006-1995《NS312合金冷軋帶材和薄板材》
Q/5B4030-1992《冷鐓用NS312合金冷拉絲》
1.4NS312化學(xué)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(biāo)準(zhǔn)BZ-44-9003B-0規(guī)定ω(C)≤0.10%,ω(P)≤0.020%,ω(Nb)≤1.00%。
2撫1995-13標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定ω(P)≤0.025%,ω(Nb)≤1.00%。
1.5NS312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(huán)形件檢驗(yàn)試驗(yàn)經(jīng)1010℃?10℃，空冷固溶處理。
1.6NS312品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)可供應(yīng)各種規(guī)格的板材、棒材、鍛件、帶材、絲材、圓餅、環(huán)坯、環(huán)形鍛件。棒材以鍛軋狀態(tài)、表面磨光或車光供應(yīng)；圓餅和環(huán)坯以鍛態(tài)供應(yīng)；環(huán)件以固溶狀態(tài)供應(yīng)；板材經(jīng)固溶、堿酸洗、矯直和切邊后供應(yīng)；帶材經(jīng)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(xì)磨光狀態(tài)交貨。
1.7NS312熔煉與鑄造工藝合金采用下列工藝之一進(jìn)行熔煉：(1)非真空感應(yīng)熔煉加電渣重熔；(2)電弧爐熔煉加電渣重熔；(3)真空熔煉。
1.8NS312應(yīng)用概況與特殊要求該合金在國外有成熟的使用經(jīng)驗(yàn)，在國內(nèi)已制成航天發(fā)動(dòng)機(jī)零部件，通過試飛試驗(yàn)，在航空上也開始使用。
二、NS312物理及化學(xué)性能
2.1NS312熱性能
2.1.1NS312熔化溫度范圍1370～1430℃[1]。
2.1.2NS312熱導(dǎo)率見表2-1。
表2-1[2]
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 |
2.1.3NS312比熱容見圖2-1。
2.1.4NS312線膨脹系數(shù)見表2-2。
2.2NS312密度ρ=8.43g/cm3。
2.3NS312電性能電阻率見圖2-2。
表2-2[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 |
2.4NS312磁性能合金無磁性。
2.5NS312化學(xué)性能
2.5.1NS312性能在空氣介質(zhì)中試驗(yàn)100h的氧化速率見表2-3。
表2-3[3]
θ/℃ | 800 | 900 | 1000 |
氧化速率/(g/m2?h) | 0.01865 | 0.05724 | 0.13718 |
三、NS312力學(xué)性能
3.1NS312技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能見表3-1。
表3-1
品種 | θ/℃ | 拉伸性能 | HBS | 彎曲試驗(yàn) | |||
σb/MPa | σP0.2/MPa | δ5/% | φ/% | ||||
棒材 | 20 | ≥585 | ≥240 | ≥30 | - | 134～217 | - |
圓餅、環(huán)坯或環(huán)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(cè)試 |
帶材 | 20 | ≥550 | ≥240 | ≥30 | - | - | ① |
絲材 | 20 | 實(shí)測(cè) | 實(shí)測(cè) | 實(shí)測(cè) | - | HV≤151 | 冷頂鍛合格 |
①供應(yīng)狀態(tài)板材應(yīng)進(jìn)行室溫彎曲試驗(yàn)，芯棒直徑等于產(chǎn)品厚度乘以表3-2的彎曲系數(shù)，彎曲軸線應(yīng)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(chǎn)品厚度/mm | <0.25 | 0.25～1.30 | >1.30～4.00 |
彎曲系數(shù) | 雙方協(xié)議 | 1 | 2 |
四、NS312組織結(jié)構(gòu)
4.1NS312相變溫度
4.2NS312時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線
4.3NS312合金組織結(jié)構(gòu)合金在1120℃處理2h后，僅有TiN氮化物和Cr7C3型碳化物，在870℃經(jīng)1500h時(shí)效后，組織中仍然是Cr7C3和TiN，說明合金的組織是穩(wěn)定的。
五、NS312工藝性能與要求
5.1NS312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℃。
5.2NS312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(fù)雜的焊接結(jié)構(gòu)件在熔焊后應(yīng)在870℃退火1h，以消除焊接應(yīng)力。
5.3NS312零件熱處理工藝零件的熱處理工藝應(yīng)按相應(yīng)的材料標(biāo)準(zhǔn)的熱處理制度進(jìn)行。薄板和帶材零件的退火處理應(yīng)在保護(hù)氣氛中進(jìn)行。
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