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Hastelloy N合金是一种用于熔盐堆的镍基高温合金材料， 具有优异的耐腐蚀、抗中子辐照和较好的高温力学性能等优点。但反应堆出口温度到达750 ℃ ，超过了Hastelloy N合金许用温度704 ℃ ， 即该合金不能长期安稳执役于750 ℃ 熔盐环境中。因此急需优化Hastelloy N合金， 使之满意更高温度熔盐堆的要求。

由于Mn元素在高温合金中具有安稳奥氏体，改善抗氧化性等优点，本文以Hastelloy N合金为研究目标， 通过规划并制备不同Mn含量的Hastelloy N合金，并凭借光学显微镜(OM) 、扫描电镜(SEM+EDS+EBSD) 、万能拉伸机、X射线衍射仪(XRD) 以及电子探针(EPMA) 等试验剖析手段， 研究了Mn含量对HastelloyN合金微观安排、力学性能以及氧化性能的影响。取得以下研究成果：

(1) Mn元素的添加可促使Hastelly N合金晶粒细化， 分出碳化物数量添加，且碳化物逐步凝结成块状、长链状，并在晶界处聚集。

(2)室温拉伸时，0.5Mn合金的抗拉强度较差，Mn含量超越1wt%时抗拉强度得到进步，断口出现韧窝和台阶状纹路组织，开裂方法为解理开裂与耐性开裂组成的混合开裂。850 ℃ 高温拉伸时，Mn对合金的抗拉强度无明显影响，断口出现润滑的晶面，开裂方法为沿晶脆性开裂。

(3)跟着Mn含量的添加，合金抗氧化功能得到进步。在700 ℃ 下，1wt%Mn含量合金的抗氧化性，氧化速率较0Mn合金降低了25.9%。在850 ℃ 下，0.75wt%Mn含量合金的抗氧化性，氧化速率较0惭苍合金降低了52.1%。

(4)氧化膜具有分层结构，700 ℃ /200h氧化后一切合金氧化膜均分为两层，外层为NiO，Fe2O3等氧化物， 内层为Cr2O3， MoOz和NiMn2O4等氧化物，合金外表无明显掉落， NiO层完好致密。跟着Mn含量的添加合金的氧化层逐步变薄。850 ℃ /100h氧化后，Mn含量为0~0.2wt%的合金，氧化膜分为三层，外层主要为NiO， 中间层为NiO， NiMn2O4等复合氧化物， 内层为Cr2O3、MoO2等氧化物； 而Mn含量为0~0.2wt%的合金， 氧化膜分为两层， 外层为NiO和少量的NiFeO4、NiMn2O4， 内层为Cr2O3、MoO2等氧化物。跟着Mn含量的添加合金的内氧化现象逐步削弱。

(5) Mn的添加可促进NiO与基体间构成NiMn2O4尖晶石保护层， 有效阻止了外界○的侵入与合金元素的向外扩散，进步了合金的抗氧化功能。

Hastelloy N 在704-871℃下具有的抗热氟化盐氧化的才能，在空气中的抗氧化才能也。对时效和脆化有很好的反抗才能，一起具有良好的加工功能。

使用：熔融氟化盐容器

贬补蝉迟别濒濒辞测狈化学成分

物理功能

密度

8.78g/cm3

熔点

1300-1400 ℃

高温合金分为三类材料：760 ℃ 高温材料、1200 ℃ 高温材料和1500 ℃ 高温材料，抗拉强度800MPa。或者说是指在760--1500 ℃ 以上及一定应力条件下长期工作的高温金属材料，具有优异的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能，已成为军民用燃气涡轮发动机热端部件不可替代的关键材料。

按照现有的理论，760 ℃ 高温材料按基体元素主要可分为铁基高温合金、镍基高温合金和钴基高温合金。按制备工艺可分为变形高温合金、铸造高温合金和粉末冶金高温合金。按强化方式有固溶强化型、沉淀强化型、氧化物弥散强化型和纤维强化型等。高温合金主要用于制造航空、舰艇和工业用燃气轮机的涡轮叶片、导向叶片、涡、高压压气机盘和燃烧室等高温部件，还用于制造航天飞行器、发动机、核反应堆、石油化工设备以及煤的转化等能源转换装置。

760 ℃ 高温材料变形高温合金

变形高温合金是指可以进行热、冷变形加工，工作温度范围-253～1320 ℃ ，具有良好的力学性能和综合的强、韧性指标，具有较高的抗氧化、抗腐蚀性能的一类合金。按其热处理工艺可分为固溶强化型合金和时效强化型合金。GH后位数字表示分类号即1、固溶强化型铁基合金 2、时效硬化型铁基合金 3、固溶强化型镍基合金 4、钴基合金 GH后，二，三，四位数字表示顺序号。

1、固溶强化型合金

使用温度范围为900～1300 ℃ ，高抗氧化温度达1320 ℃ 。例如GH128合金，室温拉伸强度为850MPa、屈服强度为350MPa；1000 ℃ 拉伸强度为140MPa、延伸率为85%,1000 ℃ 、30MPa应力的持久寿命为200小时、延伸率40%。固溶合金一般用于制作航空、航天发动机燃烧室、机匣等部件。

2、时效强化型合金

使用温度为-253～950 ℃ ，一般用于制作航空、航天发动机的涡与叶片等结构件。制作涡的合金工作温度为-253～700 ℃ ,要求具有良好的高低温强度和抗疲劳性能。例如：GH4169合金，在650 ℃ 的高屈服强度达1000MPa；制作叶片的合金温度可达950 ℃ ，例如：GH220合金，950 ℃ 的拉伸强度为490MPa，940 ℃ 、200MPa的持久寿命大于40小时。

变形高温合金主要为航天、航空、核能、石油民用工业提供结构锻件、饼材、环件、棒材、板材、管材、带材和丝材。

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合号

国外同类合金

材             料            特            点

GH3030

эи435

合金在800 ℃ 以下有满意的热强性和高的塑性，具有良好的抗氧化、热疲劳、冷冲压和焊接工艺性能。

GH4033

эи437

合金在700~750 ℃ 具有足够的高温强度，在900 ℃ 以下具有良好的抗氧化性，合金的冷热加工性能良好。

GH33A

在GH33合金的基础上进一步合金化，使合金具有良好的综合性能，晶粒均匀细小，屈服强度高，易于热加工成型，使用温度在750 ℃ 以下。

GH33B

在骋贬33础的基础上添加微量元素，进一步提高合金的塑性和持久寿命，了合金的缺口敏感性。

GH37

эи617

合金在850 ℃ 以下使用具有高的热强性、良好的综合性能和组织稳定性。

GH3039

Эи602

合金在800 ℃ 以下有中等的热强性和良好热疲劳性能，1000 ℃ 以下抗氧化性能良好，长期使用组织稳定，还具有良好的冷成型和焊接性能。

GH3044

Эи868

固溶强化的抗氧化合金，在900 ℃ 以下具有高的塑性和中等热强性，具有优良的抗氧化性能和良好的冲压、焊接工艺性能，长期使用组织性能稳定。

GH4049

Эи929

合金为高合金化的镍基难变形高温合金，在1000 ℃ 以下具有良好的抗氧化性能，950 ℃ 以下具有较高的高温强度

GH80A

Nimonic80A

合金成分简单，性能与骋贬33合金相当，组织细小，热加工温度范围宽，热加工塑性好。

GH98

Эп99

是一种高合金化、高热强性的弥散强化合金，使用温度高达1000 ℃ ，用于涡轮导向叶片，加力燃烧室材料。900 ℃ 以下有好的抗氧化性能、冷热疲劳性能及焊接性能。。。

GH99

эп693

高合金化的镍基时效合金，有较高的热强性，900 ℃ 以下可以长期使用，高工作温度可达1000 ℃ ，合金的组织稳定，具有满意的冷热加工成型和焊接工艺性能。

GH105

Nimonic105

可制造航空发动机的高温涡轮叶片，对振动、燃气腐蚀、应力扭曲、弯曲等复杂应力的耐受能力好。

GH128

合金具有高的塑性，较高的持久蠕变强度以及良好的抗氧化性和冲压、焊接性能。其综合性能*，可在950 ℃ 以下长期使用。

GH141

Rene41

合金在650词900范围内，具有高的拉伸和持久蠕变强度和良好的抗氧化性能，

GH145

InconelX-750

合金在980 ℃ 以下具有良好的强度，良好的抗腐蚀和抗氧化性能，而且也有较好的低温性能，成型性能也好，主要用作航空和工业燃气轮机部件。

GH163

C263

合金在800 ℃ 以下使用时具有较高的屈服强度和蠕变强度，良好的冷热疲劳性能，应变时效裂纹倾向性小。合金的塑性及冷热加工成型性能、焊接性能好，在540~870温度范围内有的强度。用于航空发动机及燃气轮机的燃烧筒、安装边及其他承力部件。

GH182

HastelloyC4

合金在650词1040温度范围内具有好的高温稳定性，好的韧性和耐蚀性，其基本耐蚀性能与狈厂334相同

GH199

эп199

该合金具有较高的高温强度，优良的抗氧化性能和一定的可焊性能，可在950 ℃ 下长期使用。

GH202

эп202

合金具有较高的强度和塑性，满意的成型性能和焊接性能，以及良好的耐腐蚀抗氧化性能，合金在-253~850 ℃ 范围内组织性能稳定，是深冷和高温条件使用的多用途合金。

GH220

эп220

高合金化、高性能的镍基难变形合金

GH230

固溶强化的抗氧化合金，在1200 ℃ 以下具有高的热强性，具有优良的抗氧化性能和良好的冲压、焊接工艺性能，长期使用组织性能稳定。是我国使用温度高的合金之一。

GH500

Udimet500

合金采用高础濒高罢颈沉淀强化的时效合金，具有高的屈服强度和断裂强度，应用于直升机的发动机涡部分。

GH520

Udimet520

该合金是一种合金化程度较高的沉淀强化镍基合金，可在980 ℃ 以下长期使用，在高温下具有良好的抗拉强度、较高的高温硬度和好的抗氧化性能。

GH536

HastelloyX

合金性能水平与GH3044合金相当，适用于制作在900 ℃ 以下长期使用的航空发动机燃烧室及其它高温部件。

GH586

为我国自行研制的难变形镍基高温合金，合金在-196 ℃ ~800 ℃ 范围内，具有高的屈服强度和持久蠕变强度和良好的抗氧化性能，现阶段国内综合性能好的涡材料。在1050 ℃ 以上对钠盐的耐蚀能力稍差。

GH600

Inconel600

固溶强化的耐热耐蚀合金，具有良好的抗高温腐蚀性能、抗氧化性能、冷热加工性能、低温机械性能、冷热疲劳性能。650 ℃ 下具有较高的强度，成型性好，易于焊接。

GH625

Inconel625

合金具有良好的耐腐蚀和抗氧化性能，从低温到980 ℃ 具有良好的拉伸性能和疲劳性能，以及耐盐雾气氛下的应力腐蚀。

GH648

эп648

高铬合金，在高温条件下具有良好的耐蚀性能和综合力学性能。

GH698

эи698

>在550~800 ℃ 范围内具有高的持久强度和良好的综合性能，与Waspaloy合金性能水平相当。

GH708

эп708

新型镍基时效合金，该合金具有较高的高温强度，优良的抗氧化性能和一定的可焊性能，可在900 ℃ 下长期使用。

GH864

Waspalloy

合金在540~815 ℃ 温度范围内具有良好的耐燃气腐蚀能力、较高的屈服强度和疲劳性能，工艺塑性良好，组织稳定。

GH742

эп742ид

合金在750~950 ℃ 具有良好的高温性能，是目前变形高温合金中合金化程度高的涡材料，在大推力航空发动机上广泛应用。