2.4618 是專為 600-800℃中高溫結構件設計的沉淀強化型鎳基合金,成分體系圍繞 “高溫強度 + 結構穩定” 精準調控:鎳 58%-62% 為基體核心,維持面心立方奧氏體結構,確保中溫無相變;鉻 18%-20% 提供抗氧化腐蝕能力,構建高溫防護屏障;鈮 3%-4% 與鈦 1.5%-2.5% 形成強化核心,通過析出 γ'' 相(Ni?Nb)和 γ' 相(Ni?Ti)實現雙相強化;輔以 0.5%-1% 鋁優化強化相分布,雜質總含量≤0.5%,其中碳≤0.08%(控制晶界碳化物)、硅≤0.5%(減少脆性相)、錳≤0.5%(提升熱加工性)。
核心性能適配中高溫承載需求:室溫抗拉強度≥1100MPa,700℃時抗拉強度≥850MPa,800℃、100MPa 應力下持久壽命超 150 小時;延伸率室溫≥15%、700℃≥10%;在 700℃靜態空氣中 1000 小時氧化增重≤0.3g/m2,抗氧化性能優于傳統 310 不銹鋼。其突出的高溫強韌性使其成為燃氣輪機葉片、工業爐熱端部件、核反應堆中間換熱器的理想選材。
γ''/γ' 雙相協同強化機制是 2.4618 的性能靈魂。經 980℃×1 小時固溶 + 720℃×8 小時時效處理后,基體中均勻析出兩種強化相:尺寸 50-80nm 的 γ'' 相呈圓盤狀分布,主要提供室溫至 650℃的強度支撐;尺寸 20-30nm 的 γ' 相呈球形彌散分布,主導 650-800℃的高溫強化。兩種相的晶格錯配度控制在 1.2%-1.5%,既保證強化效果(屈服強度比固溶態提升 80%),又避免應力集中導致的脆性,某材料研究所測試顯示其 700℃抗蠕變性能比單相強化合金提升 40%。
實際應用驗證顯著優勢:某重型燃氣輪機廠將 2.4618 用于一級動葉片(長度 150mm,葉身厚度 8mm),在 750℃、200MPa 離心應力下運行 8000 小時,葉片形變量≤0.1mm,金相檢測顯示強化相無明顯粗化;某核電設備企業采用該合金制作換熱器傳熱管(外徑 16mm,壁厚 2mm),在 700℃高壓水蒸汽中運行 3 年,管壁無氧化剝落,力學性能保留率達 90%,遠優于傳統合金。
加工工藝需匹配強化相特性:熔煉采用真空感應爐,控制鈮鈦成分偏差≤0.1%,確保強化相均勻性;熱加工溫度嚴格控制在 1050-1100℃(避開 γ'' 相析出溫度區),采用 “多火次小變形” 工藝(每火次變形量 15%-20%);熱處理采用 “分段時效” 工藝:900℃×1 小時空冷 + 720℃×8 小時空冷,使強化相均勻析出,處理后硬度達 38-42HRC。焊接選用 ERNiCrNb-3 焊絲,焊前預熱至 300℃,控制層間溫度≤350℃,焊后經 720℃×2 小時時效,接頭高溫強度達母材 90% 以上。
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