2.4618 是专为 600-800℃中高温结构件设计的沉淀强化型镍基合金,成分体系围绕 “高温强度 + 结构稳定” 精准调控:镍 58%-62% 为基体核心,维持面心立方奥氏体结构,确保中温无相变;铬 18%-20% 提供抗氧化腐蚀能力,构建高温防护屏障;铌 3%-4% 与钛 1.5%-2.5% 形成强化核心,通过析出 γ'' 相(Ni₃Nb)和 γ' 相(Ni₃Ti)实现双相强化;辅以 0.5%-1% 铝优化强化相分布,杂质总含量≤0.5%,其中碳≤0.08%(控制晶界碳化物)、硅≤0.5%(减少脆性相)、锰≤0.5%(提升热加工性)。
核心性能适配中高温承载需求:室温抗拉强度≥1100MPa,700℃时抗拉强度≥850MPa,800℃、100MPa 应力下持久寿命超 150 小时;延伸率室温≥15%、700℃≥10%;在 700℃静态空气中 1000 小时氧化增重≤0.3g/m²,抗氧化性能优于传统 310 不锈钢。其突出的高温强韧性使其成为燃气轮机叶片、工业炉热端部件、核反应堆中间换热器的理想选材。
γ''/γ' 双相协同强化机制是 2.4618 的性能灵魂。经 980℃×1 小时固溶 + 720℃×8 小时时效处理后,基体中均匀析出两种强化相:尺寸 50-80nm 的 γ'' 相呈圆盘状分布,主要提供室温至 650℃的强度支撑;尺寸 20-30nm 的 γ' 相呈球形弥散分布,主导 650-800℃的高温强化。两种相的晶格错配度控制在 1.2%-1.5%,既保证强化效果(屈服强度比固溶态提升 80%),又避免应力集中导致的脆性,某材料研究所测试显示其 700℃抗蠕变性能比单相强化合金提升 40%。
实际应用验证显著优势:某重型燃气轮机厂将 2.4618 用于一级动叶片(长度 150mm,叶身厚度 8mm),在 750℃、200MPa 离心应力下运行 8000 小时,叶片形变量≤0.1mm,金相检测显示强化相无明显粗化;某核电设备企业采用该合金制作换热器传热管(外径 16mm,壁厚 2mm),在 700℃高压水蒸汽中运行 3 年,管壁无氧化剥落,力学性能保留率达 90%,远优于传统合金。
加工工艺需匹配强化相特性:熔炼采用真空感应炉,控制铌钛成分偏差≤0.1%,确保强化相均匀性;热加工温度严格控制在 1050-1100℃(避开 γ'' 相析出温度区),采用 “多火次小变形” 工艺(每火次变形量 15%-20%);热处理采用 “分段时效” 工艺:900℃×1 小时空冷 + 720℃×8 小时空冷,使强化相均匀析出,处理后硬度达 38-42HRC。焊接选用 ERNiCrNb-3 焊丝,焊前预热至 300℃,控制层间温度≤350℃,焊后经 720℃×2 小时时效,接头高温强度达母材 90% 以上。
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