Haynes 230

                                                  230合金介绍

230合金是一种镍铬钨钼合金，兼具优良的高温强度，抗氧化性能，超长时间的热稳定性和良好的可加工性能

230合金  HAYNES®230
                                                                   1. 高温强度，热稳定性，环境抗力

230合金含镍、铬、钨和钼，具有优良的高温强度，即使长时间暴露于1149°C的高温环境也有突出的抗氧化性能，尤耐氮化环境，有非常好的长时热稳定性。该材料可机加，成型加工和铸造。相比于其他高温合金，230合金的热膨胀特性更低，且在高温条件下，能长时间耐颗粒粗化。

2. 易加工

230合金的成型和焊接性能良好。可锻造，如果高温足够长时间使整个工件达到1177°C，也可热加工。由于延展性良好，230合金可以冷成型。不管是热加工还是冷加工，完工零件都需退火并快速冷却，以恢复材料的最佳性能。该合金可用多种方法焊接，包括GTAW（钨极惰气保护焊），GMAW（金属极气体保护焊）和电阻焊。

3. 热处理

230合金的供货状态通常是锻造固溶。固溶处理的温度范围是1177-1246°C，然后快速冷却或者水淬以达最优性能。

如果退火采用的温度低于固溶温度，会产生碳化沉淀，进而影响230合金的强度和延展性。

4. 铸造

230合金可用传统的沙模铸造或真空熔模精铸。建议采用规范中硅液位范围的上限值以提高流动性。根据性能的要求，铸造零件可以使用铸造状态和固溶状态。

5. 多种供货形状

230合金的供货形状有厚板，薄板，带材，箔，块料，圆棒，线材，焊接产品，管料

6. 应用

230合金优秀的综合性能使其在航空和能源行业得以广泛应用，例如燃烧室，转驿函道，火焰稳定器，热电偶保护套，及其他燃气轮机部件。在化工行业，用230合金制作催化剂网格架放入氮燃烧器，以及高强度热电偶保护套管，高温热交换器，管道，高温波纹管等。

在工业电热行业，230合金有多种应用，例如制造炉室，夹具，燃烧室的火焰保护罩，换热器内壳，风门，氮化炉内壳，热处理用的篮子，格栅，托盘等。

7. 适用规范

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合金是固溶强化材料，高温强度优秀，室温易机加。非常适用于649°C及更高温度的长时应用，工作时间远远长于不锈钢和镍合金。使用强度更高的230合金，可以节约75%的用料以达到相同的负荷要求。

在特定测试条件下，各种合金的应力断裂寿命（棒料和厚板）

1000小时内产生1%蠕变所需应力对比图（薄板）

1232°C固溶退火的薄板 蠕变测试数据

1232°C固溶退火的厚板和棒料的测试数据

真空精铸材料（铸造态）

在升温过程中，230合金的低温疲劳性能优异。下图是应力受控测试的结果，测试温度范围是427-982°C。测试样件取自厚板。扭转应力R=-1，频率20cpm（0.33Hz）

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低周疲劳性能的对比

测试温度427°C。左图是未经曝热处理的测试结果，右图是经过760°C，1000小时曝热处理后的测试结果。测试样机取自厚板或棒料。测试后用扭转应力（R=-1），20cpm（0.33Hz）复测。TSR=总应力范围。

427°C 低周疲劳寿命测试
                                                                     

冷轧，1232°C 固溶退火（薄板）

热轧，1232°C固溶退火（厚板）

真空精铸材料（铸造态）

屈服强度对比图（薄板）

热稳定性

长时间中等温度曝热处理后，230合金仍有很好的延展性。即使在649-871°C下暴露16000小时，230合金也不会产生sigma相等有害相。固溶处理主要沉淀物质是碳化物。

下面是230合金和具有固溶强化性质的其他超级合金的对比，例如188合金，625合金，X合金。这些合金都会产生有害相，影响抗拉强度和冲击强度。

曝热处理后材料的室温性能（薄板）

 室温冲击强度对比

热膨胀特性

相比于绝大多数高强度的超级合金，铁镍铬合金和奥氏体不锈钢，230合金的热膨胀率相对较低。这意味着复杂零件制造的热应力更低，零件尺寸控制更佳精确。

                                                       在空气和燃烧气体氧化环境中，230合金都具有优异的抗氧化性能，在1149°C高温下可长时连续工作。曝热时间越短，230合金的工作温度越高。

982°C，曝热1000小时，抗氧化性能对比

氧化测试参数

曝热样件尺寸：9mm*64mm*厚度，固定在旋转夹持器上，置于燃烧器的产物。燃烧器使用2号燃油，空油比为50:1（气体速度为0.3马赫）每三十分钟，样件被自动移出气流，冷却至室温然后再放入火焰排。

 1093°C，曝热500小时，抗氧化性能对比

 流动气体抗氧化测试

流动气体以213.4cm/分钟的速度流过测试样件。每周一次测试样机的温度循环至室温。

***金属减少+平均内渗    ***601测试样件出现很大的内部空隙。

1149°C，1008小时，流动气体抗氧化测试的对比

230合金是市售材料中抗氮化性能最高的合金。测试样件在649°C和982°C的流动氨气中测试168个小时。测试前后分析样件的氮吸收量。

抗碳化

相比于很多工业用合金，230合金有很好的抗碳化性能。将测试样件放在紧密堆砌的石墨中，982°C，500小时。测试前后化学分析碳吸收量。

加工特性                                                                        

热处理

230合金的常规供货状态是1232°C固溶态。采用1163°C处理的话，材料性能会出现相应变化。工序之间也用更低的温度进行退火，但是加工完成后需要做一次固溶热处理以达最优性能和结构。

室温抗拉性能-冷收缩效果

 典型微观结构

230合金可用钨极气体保护焊（GTAW），金属极气体保护焊，手工电弧焊和电阻焊。230合金的焊接性能和X合金相近。不建议使用埋弧焊。

基体金属准备

焊接之前，须用溶剂清洁焊接表面及相邻区域。所有异物，例如油脂，切削油，粉笔标记，机加冷却液，防锈油，油气，铁锈皮，渗透染色剂等都必须清洗干净。焊接时材料最好是固溶退火态。

焊料选择

采用钨极气体保护焊或者金属极气体保护焊来焊接230合金时，推荐使用HAYNES230-WTM （AWS A5.14， ERNiCrWMo-1）焊料。手工电弧焊可使用230-W包覆焊条。230合金和其他镍基，钴基和铁基材料焊接时，建议使用230-W焊丝，HAYNES556TM合金，AMS5838，5786,5787的焊接产品。

预热，层间温度和焊后热处理

无需预热。一般预热温度为室温（即车间环境）。层间温度保持在93°C。如果需要，焊接通道之间可采用辅助冷却方法，但注意不要带入杂质。230合金一般不需要做焊后热处理。

常规焊接参数

钨极气体保护自动氩弧焊接

手动钨极气体保护氩弧焊

 金属极气体保护氩弧焊

手工电弧焊典型参数

                                                        230合金的机加特性和其他固溶强化的镍基合金相似，加工难度被分为中等或偏难。但值得强调的是采用传统的机加方法是可以加工230合金的。这些金属有加工硬化的特性，因此需要采用更低的转速和进刀量。