230合金介紹

230合金是一種鎳鉻鎢鉬合金，兼具優良的高溫強度，抗氧化性能，超長時間的熱穩定性和良好的可加工性能

230合金  HAYNES?230
                                                                   1. 高溫強度，熱穩定性，環境抗力

230合金含鎳、鉻、鎢和鉬，具有優良的高溫強度，即使長時間暴露于1149°C的高溫環境也有突出的抗氧化性能，尤耐氮化環境，有非常好的長時熱穩定性。該材料可機加，成型加工和鑄造。相比于其他高溫合金，230合金的熱膨脹特性更低，且在高溫條件下，能長時間耐顆粒粗化。

2. 易加工

230合金的成型和焊接性能良好。可鍛造，如果高溫足夠長時間使整個工件達到1177°C，也可熱加工。由于延展性良好，230合金可以冷成型。不管是熱加工還是冷加工，完工零件都需退火并快速冷卻，以恢復材料的最佳性能。該合金可用多種方法焊接，包括GTAW（鎢極惰氣保護焊），GMAW（金屬極氣體保護焊）和電阻焊。

3. 熱處理

230合金的供貨狀態通常是鍛造固溶。固溶處理的溫度范圍是1177-1246°C，然后快速冷卻或者水淬以達最優性能。

如果退火采用的溫度低于固溶溫度，會產生碳化沉淀，進而影響230合金的強度和延展性。

4. 鑄造

230合金可用傳統的沙模鑄造或真空熔模精鑄。建議采用規范中硅液位范圍的上限值以提高流動性。根據性能的要求，鑄造零件可以使用鑄造狀態和固溶狀態。

5. 多種供貨形狀

230合金的供貨形狀有厚板，薄板，帶材，箔，塊料，圓棒，線材，焊接產品，管料

6. 應用

230合金優秀的綜合性能使其在航空和能源行業得以廣泛應用，例如燃燒室，轉驛函道，火焰穩定器，熱電偶保護套，及其他燃氣輪機部件。在化工行業，用230合金制作催化劑網格架放入氮燃燒器，以及高強度熱電偶保護套管，高溫熱交換器，管道，高溫波紋管等。

在工業電熱行業，230合金有多種應用，例如制造爐室，夾具，燃燒室的火焰保護罩，換熱器內殼，風門，氮化爐內殼，熱處理用的籃子，格柵，托盤等。

7. 適用規范

ASME Section VII，Division I

ASME SB435，SB572，SB564，SB619，SB622，SB626，SB366

ASTM B435，B572，B564，B619，B622，B626，B366

DIN 17744 No 2.4733, NiCr22W14Mo

UNS N06230

AMS5878

ANS5891

ASMEVessel Code2063,section I& section VIII division 1.

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230合金是固溶強化材料，高溫強度優秀，室溫易機加。非常適用于649°C及更高溫度的長時應用，工作時間遠遠長于不銹鋼和鎳合金。使用強度更高的230合金，可以節約75%的用料以達到相同的負荷要求。

在特定測試條件下，各種合金的應力斷裂壽命（棒料和厚板）

1000小時內產生1%蠕變所需應力對比圖（薄板）

1232°C固溶退火的薄板 蠕變測試數據

1232°C固溶退火的厚板和棒料的測試數據

真空精鑄材料（鑄造態）

在升溫過程中，230合金的低溫疲勞性能優異。下圖是應力受控測試的結果，測試溫度范圍是427-982°C。測試樣件取自厚板。扭轉應力R=-1，頻率20cpm（0.33Hz）

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低周疲勞性能的對比

測試溫度427°C。左圖是未經曝熱處理的測試結果，右圖是經過760°C，1000小時曝熱處理后的測試結果。測試樣機取自厚板或棒料。測試后用扭轉應力（R=-1），20cpm（0.33Hz）復測。TSR=總應力范圍。

427°C 低周疲勞壽命測試
                                                                     

冷軋，1232°C 固溶退火（薄板）

熱軋，1232°C固溶退火（厚板）

真空精鑄材料（鑄造態）

屈服強度對比圖（薄板）

熱穩定性

長時間中等溫度曝熱處理后，230合金仍有很好的延展性。即使在649-871°C下暴露16000小時，230合金也不會產生sigma相等有害相。固溶處理主要沉淀物質是碳化物。

下面是230合金和具有固溶強化性質的其他超級合金的對比，例如188合金，625合金，X合金。這些合金都會產生有害相，影響抗拉強度和沖擊強度。

曝熱處理后材料的室溫性能（薄板）

 室溫沖擊強度對比

熱膨脹特性

相比于絕大多數高強度的超級合金，鐵鎳鉻合金和奧氏體不銹鋼，230合金的熱膨脹率相對較低。這意味著復雜零件制造的熱應力更低，零件尺寸控制更佳精確。

                                                       在空氣和燃燒氣體氧化環境中，230合金都具有優異的抗氧化性能，在1149°C高溫下可長時連續工作。曝熱時間越短，230合金的工作溫度越高。

982°C，曝熱1000小時，抗氧化性能對比

氧化測試參數

曝熱樣件尺寸：9mm*64mm*厚度，固定在旋轉夾持器上，置于燃燒器的產物。燃燒器使用2號燃油，空油比為50:1（氣體速度為0.3馬赫）每三十分鐘，樣件被自動移出氣流，冷卻至室溫然后再放入火焰排。

 1093°C，曝熱500小時，抗氧化性能對比

 流動氣體抗氧化測試

流動氣體以213.4cm/分鐘的速度流過測試樣件。每周一次測試樣機的溫度循環至室溫。

***金屬減少+平均內滲    ***601測試樣件出現很大的內部空隙。

1149°C，1008小時，流動氣體抗氧化測試的對比

                                                                      

230合金是市售材料中抗氮化性能最高的合金。測試樣件在649°C和982°C的流動氨氣中測試168個小時。測試前后分析樣件的氮吸收量。

抗碳化

相比于很多工業用合金，230合金有很好的抗碳化性能。將測試樣件放在緊密堆砌的石墨中，982°C，500小時。測試前后化學分析碳吸收量。

加工特性                                                                        

熱處理

230合金的常規供貨狀態是1232°C固溶態。采用1163°C處理的話，材料性能會出現相應變化。工序之間也用更低的溫度進行退火，但是加工完成后需要做一次固溶熱處理以達最優性能和結構。

室溫抗拉性能-冷收縮效果

 典型微觀結構

                                                                   

230合金可用鎢極氣體保護焊（GTAW），金屬極氣體保護焊，手工電弧焊和電阻焊。230合金的焊接性能和X合金相近。不建議使用埋弧焊。

基體金屬準備

焊接之前，須用溶劑清潔焊接表面及相鄰區域。所有異物，例如油脂，切削油，粉筆標記，機加冷卻液，防銹油，油氣，鐵銹皮，滲透染色劑等都必須清洗干凈。焊接時材料最好是固溶退火態。

焊料選擇

采用鎢極氣體保護焊或者金屬極氣體保護焊來焊接230合金時，推薦使用HAYNES230-WTM （AWS A5.14， ERNiCrWMo-1）焊料。手工電弧焊可使用230-W包覆焊條。230合金和其他鎳基，鈷基和鐵基材料焊接時，建議使用230-W焊絲，HAYNES556TM合金，AMS5838，5786,5787的焊接產品。

預熱，層間溫度和焊后熱處理

無需預熱。一般預熱溫度為室溫（即車間環境）。層間溫度保持在93°C。如果需要，焊接通道之間可采用輔助冷卻方法，但注意不要帶入雜質。230合金一般不需要做焊后熱處理。

常規焊接參數

鎢極氣體保護自動氬弧焊接

手動鎢極氣體保護氬弧焊

 金屬極氣體保護氬弧焊

手工電弧焊典型參數

                                                        230合金的機加特性和其他固溶強化的鎳基合金相似，加工難度被分為中等或偏難。但值得強調的是采用傳統的機加方法是可以加工230合金的。這些金屬有加工硬化的特性，因此需要采用更低的轉速和進刀量。