hastelloy n哈氏合金由于其出色的耐腐蝕性能和高溫強度

Hastelloy N概述

Hastelloy N在704-871℃下具有的抗熱氟化鹽氧化的能力，在空氣中的抗氧化能力也。對時效和脆化有很好的抵抗能力，同時具有良好的加工性能。

燃燒室 部分壓縮空氣與燃料混合， 在燃燒室燃燒， 所產生的燃氣溫度在1500~2000℃之間。 其余的壓縮空氣在燃燒室周圍流動， 穿過室壁的槽孔使室壁保持冷卻。 燃燒筒合金材料承受溫度可達800~900℃以上， 局部可達1100℃。 冷卻空氣與燃燒的氣體混合， 使燃氣溫度降到1370℃以下。 可見， 燃燒室壁除受高溫外， 還承受由于內外壁溫度不同引起的熱應力作用。 特別是在起飛、 加速和停車時， 溫度變化更為急劇。 由于周期循環加熱冷卻， 熱應力可達很大值， 冷卻孔更易破壞、 燃燒室常出現變形、 翹曲、 邊緣熱疲勞裂紋等。

化學成分

Ni 余量

Mo 15.0-18.0

Cr 6.0-8.0

Fe ≤5.0

C 0.04-0.08

Mn ≤1.0

Si ≤1.0

P ≤0.015

S ≤0.02

W ≤0.5

Co ≤0.2

Cu ≤0.35

導向葉片 導向葉片是調整從燃燒室出來的燃氣流動方向的部件。 先進渦輪發動機導向葉片工作溫度可高達1100℃， 但葉片承受的應力比較低， 一般在70MPa以下。 對材料要求是： 高溫強度好， 熱疲勞抗力佳， 抗氧化、 耐蝕性優異， 并具有一定的抗沖擊強度和組織穩定性。

物理性能

密度（g/cm3） 8.86

熔點（℃） 1300-1400

動葉片 動葉片是渦較發動機中工作條件的部件。 先進航空發動機的燃氣進口溫度已達1380℃， 推力達226kN 。 渦輪葉片承受氣動力和離心力的作用， 葉身部分承受拉應力大約140MPa； 葉根部分承受平均應力為280~560MPa， 相應的葉身承受溫度為650~980℃， 葉根部分約為760℃。 因此， 動葉片材料要具有足夠的高溫拉伸強度、 持久強度和蠕變強度， 要有良好的疲勞強度及抗氧化、 耐燃氣腐蝕性能和適當的塑性。 此外， 還要求長期組織穩定性、 良好的抗沖擊強度， 可鑄性及較低的密度。

Hastelloy N機械性能

熱處理方式 固溶處理

抗拉強度σb/MPa ≥456

延伸率σ5 /% ≥21

布氏硬度 HBS 860

渦輪盤 航空發動機渦輪盤工作溫度在760℃左右， 輪緣部分可達此溫度， 而徑向盤心溫度逐漸降低， 一般在300℃左右。 輪盤正常運轉時， 盤子帶著葉片、 高速旋轉產生很大的離心力。 停車、 起動反復進行， 形成周期疲勞。

Hastelloy N耐腐蝕性

①鎳是主要的成分之一，能提高鋼的強度和韌性，提高淬透性．含量高時，可顯著改變鋼和合金的一些物理性能，提高鋼的抗腐蝕能力。

②鉻也是主要的成分之一，能提高鋼的淬透性和耐磨性，能改善鋼的抗腐蝕能力和抗氧化作用。

燃料箱、 泵傳送器所用材料， 特別需要化學穩定性。 液態氟以及作為氧化劑的發煙硝酸和四氧化氮， 具有特別強烈的侵蝕性， 除了在1000℃以上的工作溫度下出于腐蝕而引起的問題之外， 流過的氣態燃燒產物也產生沖蝕性。

③銅作為輔助合金之一，它的突出作用是改善普通低合金鋼的抗大氣腐蝕性能，特別是和磷配合使用時更為明顯。蒙乃爾系統實質就是鎳銅合金。

④鉬作為輔助合金之一可明顯的提高鋼的淬透性和熱強性，防止回火脆性，提高剩磁和嬌頑力。哈氏合金實質就是鎳鉬合金。

火箭啟動時， 在1~2s內， 其加速度是5-6倍于地球的引力加速度， 由于加速度增高引起的高度過載， 會對材料施加非常巨大的機械負荷， 盡管元件所受應力是短時的， 但由于其載荷的大小和方向急劇地發生變化， 往往會引起疲勞斷裂。 火箭本身重量必須盡可能的小， 因此， 金屬材料的比強度在火箭制造中具有特別重要的意義。