一、材料概述
HAYNES® NS-163® 合金是美国 Haynes 国际公司开发的一种新型变形钴基高温合金,通过独特的氮化物弥散强化(NDS)技术实现高温性能突破[reference:0][reference:1]。该合金为 Co-28Cr-21Fe-8Ni-1.3Ti-1Nb 体系,以板材、带材和线材形式供应[reference:2][reference:3]。
NS-163 的性能填补了传统固溶强化合金与氧化物弥散强化(ODS)合金之间的空白[reference:4][reference:5]。与粉末冶金制造的同类材料不同,NS-163 采用常规真空感应熔炼(VIM)+ 电渣重熔(ESR)工艺生产,可通过热轧和冷轧加工,具备优异的成形性和可焊接性[reference:6][reference:7]。其高温蠕变强度通过在成形、焊接和制造完成后进行的高温氮化物弥散强化(NDS)处理来实现[reference:8][reference:9]。
二、化学成分(质量分数 %)
| 元素 |
Co |
Ni |
Fe |
Cr |
Ti |
Cb(Nb) |
Mn |
Si |
Al |
C |
B |
| 含量 |
余量 |
8 |
21 |
28 |
1.3 |
1 |
≤0.5 |
≤0.5 |
≤0.5 |
0.1 |
≤0.015 |
三、物理性能(氮化处理后)
| 性能项目 |
数值 |
| 密度 |
7.95 g/cm³(0.287 lb/in³) |
| 熔点范围 |
1382~1419°C(2523~2586°F) |
四、物理性能(氮化后,随温度变化)
| 温度(°F) |
比热(BTU/lb-°F) |
导热系数(BTU-in/ft²-hr-°F) |
动态弹性模量(10⁶ psi) |
电阻率(μohm-in) |
平均热膨胀系数(μin/in-°F) |
| 800 |
0.133 |
138 |
31.5 |
39.5 |
8.8 |
| 1000 |
0.137 |
156 |
27.5 |
40.9 |
9.0 |
| 1200 |
0.146 |
173 |
26.0 |
42.2 |
9.3 |
| 1400 |
0.155 |
190 |
24.5 |
43.2 |
9.6 |
| 1600 |
0.159 |
203 |
23.1 |
44.3 |
9.8 |
| 1800 |
0.162 |
212 |
21.5 |
45.3 |
10.1 |
| 温度(°C) |
比热(J/kg-°C) |
导热系数(W/m-°C) |
动态弹性模量(GPa) |
电阻率(μohm-cm) |
平均热膨胀系数(μm/m-°C) |
| 400 |
553 |
19.6 |
201 |
99 |
15.7 |
| 500 |
566 |
21.1 |
193 |
103 |
16.1 |
| 600 |
584 |
22.7 |
184 |
106 |
16.5 |
| 700 |
638 |
26.1 |
175 |
108 |
16.8 |
五、热处理规范
| 工艺 |
温度 / 条件 |
| 固溶退火 |
2100~2150°F(1150~1177°C),干燥氢气气氛 |
| NDS(氮化物弥散强化)处理 |
成形、焊接和制造完成后进行的高温氮化处理 |
六、产品形式与适用标准
| 产品形式 |
说明 |
| 板材 / 带材 |
变形钴基合金,厚度可达 0.100"(2.5mm) |
| 线材 |
可制成各种形状 |
七、典型应用领域
| 应用领域 |
说明 |
| 航空航天 |
高温结构件、燃烧室部件 |
| 燃气轮机 |
高温板材和线材应用 |
| 高温工业 |
工作温度可达 1204°C(2200°F)的高温环境 |