上海承铸有色金属有限公司
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一、NS312概述
NS312是早期发展的镍-铬-铁基固溶强化合金，具有良好的耐高温腐蚀和抗氧化性能、X良的冷热加工和焊接工艺性能，在700℃以下具有满意的热强性和高的塑性。合金可以通过冷加工得到强化，也可以用电阻焊、溶焊或钎焊连接，可供应冷轧薄板、热轧厚板、带材、丝材、棒材、圆饼、环坯、环形锻件等，适宜制作在1100℃以下承受低载荷的抗氧化零件。
1.1NS312材料牌号NS312。
1.2NS312相近牌号Inconel，GH600，GH3600(中国）。
1.3NS312材料的技术标准
抚高新1995-13《NS312合金冷轧薄板技术条件》
抚高新1993-18《NS312合金棒材、圆饼、环坯和环形锻件技术条件》
BZ-44-9002B-0《NS312合金冷轧薄板技术条件》
BZ-44-9003B-0《NS312合金热轧厚板技术条件》
Q/3B4082-1993《NS312合金冷轧带材》
Q/3B4083-1993《NS312合金铆钉用丝材》
Q/5B4006-1995《NS312合金冷轧带材和薄板材》
Q/5B4030-1992《冷镦用NS312合金冷拉丝》
1.4NS312化学成分见表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航天用材料标准BZ-44-9003B-0规定ω(C)≤0.10%,ω(P)≤0.020%,ω(Nb)≤1.00%。
2抚高新1995-13标准规定ω(P)≤0.025%,ω(Nb)≤1.00%。
1.5NS312热处理制度板材：1010～1050℃，3～5min/mm，空冷；带材：1010℃±10℃，空冷；丝材：1065℃±10℃，空冷。棒材、环形件检验试验经1010℃±10℃，空冷固溶处理。
1.6NS312品种规格与供应状态可供应各种规格的板材、棒材、锻件、带材、丝材、圆饼、环坯、环形锻件。棒材以锻轧状态、表面磨光或车光供应；圆饼和环坯以锻态供应；环件以固溶状态供应；板材经固溶、碱X洗、矫直和切边后供应；带材经冷轧、固溶、去氧化皮交货；丝材以固溶X洗盘状或直条状、固溶直条细磨光状态交货。
1.7NS312熔炼与铸造工艺合金采用下列工艺之一进行熔炼：(1)非真空感应熔炼加电渣重熔；(2)电弧炉熔炼加电渣重熔；(3)真空熔炼。
1.8NS312应用概况与特殊要求该合金在国外有成熟的使用经验，在国内已制成航天发动机零部件，通过试飞试验，在航空上也开始使用。
二、NS312物理及化学性能
2.1NS312热性能
2.1.1NS312熔化温度范围1370～1430℃[1]。
2.1.2NS312热导率见表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比热容见图2-1。
2.1.4NS312线膨胀系数见表2-2。
2.2NS312密度ρ=8.43g/cm3。
2.3NS312电性能电阻率见图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磁性能合金无磁性。
2.5NS312化学性能
2.5.1NS312抗氧化性能在空气介质中试验100h的氧化速率见表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力学性能
3.1NS312技术标准规定的性能见表3-1。
表3-1
品种 | θ/℃ | 拉伸性能 | HBS | 弯曲试验 | |||
σb/MPa | σP0.2/MPa | δ5/% | φ/% | ||||
棒材 | 20 | ≥585 | ≥240 | ≥30 | - | 134～217 | - |
圆饼、环坯或环形件 | 20 | ≥520 | ≥205 | ≥35 | - | ≥187 | - |
热轧板 | 20 | ≥550 | ≥240 | ≥35 | ≥40 | - | - |
900 | ≥95 | ≥45 | ≥40 | ≥50 | - | - | |
冷轧板 | 20 | ≥550 | ≥240 | ≥30 | - | - | ① |
900 | ≥90 | ≥40 | ≥60 | - | - | - | |
冷轧板 | 20 | ≥550 | ≥200 | ≥30 | - | - | 测试 |
带材 | 20 | ≥550 | ≥240 | ≥30 | - | - | ① |
丝材 | 20 | 实测 | 实测 | 实测 | - | HV≤151 | 冷顶锻合格 |
①供应状态板材应进行室温弯曲试验，芯棒直径等于产品厚度乘以表3-2的弯曲系数，弯曲轴线应平行于轧制方向，弯曲180°以后，在放大20倍下检查，不得有裂纹存在。
表3-2
产品厚度/mm | <0.25 | 0.25～1.30 | >1.30～4.00 |
弯曲系数 | 双方协议 | 1 | 2 |
四、NS312组织结构
4.1NS312相变温度
4.2NS312时间-温度-组织转变曲线
4.3NS312合金组织结构合金在1120℃处理2h后，仅有TiN氮化物和Cr7C3型碳化物，在870℃经1500h长期时效后，组织中仍然是Cr7C3和TiN，说明合金的组织是稳定的。
五、NS312工艺性能与要求
5.1NS312成形性能合金具有良好的热加工性能，钢锭锻造加热温度为1110～1140℃；终锻温度不小于950℃，板坯轧制加热温度为1130～1170℃，精轧加热温度为1090～1130℃。成品固溶处理温度为1010～1050℃。
5.2NS312焊接性能合金焊接性能良好，可用电弧焊、氩弧焊、电阻焊和钎焊等各种方法连接，大型或复杂的焊接结构件在熔焊后应在870℃退火1h，以消除焊接应力。
5.3NS312零件热处理工艺零件的热处理工艺应按相应的材料标准的热处理制度进行。薄板和带材零件的退火处理应在保护气氛中进行。
