科赫林 特种合金 · 自 2009

GH4738(Waspaloy)N07001

涡轮盘/环件经典盘材,760 ℃ 级持久强度

GH 高温合金镍基高温合金
单位
抗拉强度 Rm
1100
MPa · ≥ 标准下限
屈服强度 Rp0.2
760
MPa · ≥ 标准下限
断后伸长率 A
15
% · ≥ 标准下限
长期使用温度上限
760
°C · 上限参考
密度
8.19
g/cm³

物理性能

密度8.3g/cm³
弹性模量 E212GPa
导热系数13W/(m·K)
线膨胀系数12.4×10⁻⁶/K

这些数随成分、状态与测试方法而变;承压与传热计算请用所选标准或厂商实测值。

化学成分

Ni 56%Cr 20%Co 14%Mo 4.3%Ti 3%Al 1.4%C 0.06%其他 0.06%微量与杂质 2.3%

名义成分:区间取中值、只有上限的取上限、余量吃剩余——标准规定的精确区间见下表。

元素名称 含量 %
主要元素9 种
Ni 镍余量
Cr 铬18 – 21%
Co 钴12 – 15%
Mo 钼3.5 – 5%
Ti 钛2.75 – 3.25%
Al 铝1.2 – 1.6%
C 碳0.02 – 0.1%
Zr 锆0.02 – 0.08%
B 硼0.003 – 0.01%
元素名称 含量 %
微量与杂质3 种
Fe 铁≤ 2%
Mn 锰≤ 0.1%
Si 硅≤ 0.15%

各形态力学下限

保证值随形态、尺寸与交货状态而不同;报价时按「标准号 + 形态 + 尺寸 + 交货状态」确认。

形态交货状态 Rm MPaRp0.2 MPaA ≥ %其他要求与说明
棒材与锻件
棒材/锻件/锻造坯料996–1038 ℃×4 h油或水淬;843±14 ℃×4 h空冷;760±14 ℃×16 h空冷或炉冷 ≥ 1100 (160 ksi) ≥ 760 (110 ksi) ≥ 15 另有规定:断面收缩率 Z ≥ 18 % · 硬度 ≥ 310 HBW
另要求断面收缩率 ≥18%、硬度 ≥310 HB;可按固溶态交货,表中为完整热处理后的值。
锻件(≤82.6 mm)AMS5704:996–1038 ℃×4 h油/水淬+843 ℃×4 h空冷+760 ℃×16 h空冷 ≥ 1207 (175 ksi) ≥ 827 (120 ksi) ≥ 15 另有规定:硬度 341 HB – 401 HB
另要求断面收缩率 ≥18%、硬度 341–401 HB。
棒材/锻件/闪光焊环(≤83 mm)AMS5707三段热处理态(1825–1900 ℉固溶派) ≥ 1103 (160 ksi) ≥ 758 (110 ksi) ≥ 15 另要求断面收缩率 ≥18%。
棒材/锻件AMS5709:1079±14 ℃×4 h+843±8 ℃×4 h(叶片锻件24 h)+760±8 ℃×16 h — — — 另有规定:硬度 32 HRC – 42 HRC
不规定室温拉伸;考核硬度 32–42 HRC 与 816 ℃ / 328 MPa 持久 ≥23 h。
棒材/锻件/环/镦锻坯AMS5708:1079±14 ℃固溶态交货,试样再稳定化与时效 — — — 另有规定:硬度 32 HRC – 42 HRC
不规定室温拉伸;考核硬度 32–42 HRC 与 816 ℃ 持久。
板材与带材
板/薄板/带(≤0.51 mm)AMS5544退火态交货;取样再做996±14 ℃×2 h+843±8 ℃×4 h+760±8 ℃×16 h ≥ 1172 (170 ksi) ≥ 758 (110 ksi) ≥ 15 另有规定:硬度 34 HRC – 44 HRC
表中为时效后的值;退火交货态 Rm ≤1034、Rp0.2 ≤586 MPa、A ≥25%。
板/薄板/带(>0.51 mm)AMS5544退火态交货;取样再做三段热处理 ≥ 1207 (175 ksi) ≥ 793 (115 ksi) ≥ 20 另有规定:硬度 34 HRC – 44 HRC
时效后硬度 34–44 HRC。
管材
焊接并拉拔管(OD≥3.18 mm、壁厚≥0.38 mm)退火态交货;取样做996±14 ℃×2 h+843±8 ℃×4 h+760±8 ℃×16 h ≥ 1103 (160 ksi) ≥ 724 (105 ksi) ≥ 15 另有规定:硬度 34 HRC – 44 HRC
退火态 Rm ≤1000、Rp0.2 ≤552 MPa、A ≥35%;时效后硬度 34–44 HRC。
多种形态
长材 ≤160 mm、扁平材 ≤20 mm(EN 10302,2.4654)+P 沉淀硬化 ≥ 1100 ≥ 760 ≥ 15 扁平材 A ≥20%,厚度 <3 mm 时再低 5 个百分点。

硬度要求

标准规定(强制验收项) — ≥ 310 HB(34 HRC min)

适用于固溶+稳定化+沉淀硬化态;伸长率 15%、断面收缩率 18% 是锻件值。

蠕变行为

⚠ 适用范围:这组数据仅适用于 EN 10302:2008 中的牌号 2.4654 (+P),属资料性参考值;本牌号自己的产品标准不规定蠕变数据。可用于初选估算,不作验收或设计依据。

资料性指导值(MPa) — 散带均值,不是验收项,也不是设计许用应力。括号内为长时外推值,可靠性低于实测区间。

温度 ℃持久强度 Ru(断裂)
10 000 h100 000 h
650470360
700340245
80014094
1020501002005001000650700800应力 MPa(对数)温度 ℃10 000 h100 000 h1020501002005001000650700800应力 MPa(对数)温度 ℃10 000 h100 000 h1020501002005001000650700800应力 MPa(对数)温度 ℃10 000 h100 000 h
纵轴对数刻度。颜色区分时间(1 000 / 10 000 / 100 000 h),实线为断裂强度 Ru、同色虚线为 Rp1.0(1% 塑性伸长)。资料性均值,非验收值。

蠕变强度 Rp1.0:相对原始截面的应力,使 10 000 h / 100 000 h 后产生 1% 永久伸长。

持久强度 Ru:相对原始截面的应力,使 10 000 h / 100 000 h 后断裂。

蠕变强度指产生 1% 塑性应变的应力,持久强度指断裂应力;两者均为散带均值,仅供参考,不能直接作为设计许用应力——设计须按 ASME 或原始持久数据并计入安全系数。

另有标准规定的持久(应力断裂)验收要求,见下方「持久(应力断裂)要求」一节——那是通过/不通过的验收试验,与本节的资料性指导值性质不同。

热膨胀与弹性模量

温度区间平均线膨胀系数 ×10⁻⁶/K
20–200 ℃12.4
20–300 ℃12.9
20–400 ℃13.3
20–600 ℃14.1
20–800 ℃15.3
20–1000 ℃17.5
051015202003004006008001000×10⁻⁶/K区间上限 ℃平均线膨胀 α051015202003004006008001000×10⁻⁶/K区间上限 ℃平均线膨胀 α051015202003004006008001000×10⁻⁶/K区间上限 ℃平均线膨胀 α
每点为 20 ℃ 至该温度的平均值。

资料性数值。

弹性模量随温度

温度 ℃E GPa
20212
100208
200204
300200
400194
500188
600181
700173
800164
16018020022020100200300400500600700800GPa温度 ℃E16018020022020200300400500600700800GPa温度 ℃E16018020022020100200300400500600700800GPa温度 ℃E

动态法测定;资料性数值。

持久(应力断裂)要求

热处理状态固溶 + 稳定化 + 沉淀硬化
试验温度1500 °F(816 °C)
试验应力33 000 psi(230 MPa)
最短持续时间≥ 100 h
断后伸长率≥ 5 %

这是一项通过/不通过的验收试验,不是设计用蠕变曲线。

适用工况

在 3 项服役工况的评分中命中;排名与分值由工况评分矩阵实算。

工况行业 温度区间排名匹配度
涡轮盘 / 叶片 航空航天 600 – 800 ℃ 2 / 8 91
高温螺栓 / 密封环 航空航天 650 – 900 ℃ 1 / 6 88
燃气轮机热端 电力与核能 800 – 950 ℃ 4 / 10 88

牌号对照与等效

W.Nr(德标)2.4654
EN 化学名NiCr20Co13Mo4Ti3Al
商品名Waspaloy
ASTM / AISIB637
AMS(SAE 航空)5544 / 5586 / 5704 / 5706 / 5707 / 5708 / 5709 / 5828

对照为常用近似关系,用于检索与初选;跨标准替代须逐项核对成分与性能范围。 全部牌号对照表 →

适用标准

共 10 本。采购时在合同中写明执行标准与版次。

同一牌号按不同标准采购,保证值与验收项目可能不同——各形态的具体下限见「各形态力学下限」。

常见问题

N07001 是什么材料?

GH4738(Waspaloy),镍基高温合金。涡轮盘/环件经典盘材,760 ℃ 级持久强度

N07001 的长期使用温度上限是多少?

典型上限约 760 °C;实际取决于介质、应力与设计寿命,验收以所选标准为准。

N07001 的抗拉强度是多少?

标准规定的抗拉强度下限为 1100 MPa(主流产品形态)。其他形态与规格的下限见本页「各形态力学下限」。

N07001 适用哪些标准?

ASTM B637 沉淀硬化镍合金棒材、锻件及锻造坯料、SAE AMS5544 Waspaloy板、薄板及带、SAE AMS5586 Waspaloy焊接并拉拔管、SAE AMS5704 Waspaloy锻件(≤82.6 mm,液淬三段热处理)、SAE AMS5706 Waspaloy棒、锻件及闪光焊环(固溶态交货)、SAE AMS5707 Waspaloy棒、锻件及闪光焊环(三段热处理态)、SAE AMS5708 Waspaloy棒、线、锻件、环及镦锻坯(1975 ℉固溶)、SAE AMS5709 Waspaloy棒与锻件(1975 ℉三段热处理)、SAE AMS5828 Waspaloy焊丝、EN 10302 耐蠕变钢及镍钴合金(NiCr20Co13Mo4Ti3Al / 2.4654)

N07001 常用于哪些工况?

涡轮盘 / 叶片 (航空航天); 高温螺栓 / 密封环 (航空航天); 燃气轮机热端 (电力与核能)

N07001 有哪些供货形态?

管、板、带、棒、锻件、丝等形态均可询价,尺寸与交货状态按订单确认;随货提供 EN 10204 3.1 / 3.2 质保书。

同系列牌号

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供货与询价

管材φ1 – 219 × 0.25 – 25 mm板材4.76 – 80 mm棒材φ8 – 300 mm丝材与焊材φ0.01 – 8 mm

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