Nimonic 901镍基合金

一、产品介绍
Incoloy901是一种以Fe-43Ni-12Cr为基体，添加钛、铝及相强化元素并含有微量硼和低碳的奥氏体型时效硬化合金，通过γ'[Ni3(Ti、Al)]相弥散强化提升性能，其中铝可抑制γ'向η-Ni3Ti相的转化。该合金在650℃以下具有较高的屈服强度和持久强度，760℃以下抗氧化性良好，主要用于制造650℃以下工作的航空发动机涡轮盘、压气机盘、轴颈等转动部件及紧固件。合金采用真空感应加真空电弧重熔或电渣重熔工艺生产，可供应盘形锻件、轧环件等形态。其热膨胀系数与铁素体热强合金钢相近，利于异种材料连接。该合金在国内外航空发动机领域经过长期使用验证，相近牌号包括Nimonic901（英国）、Z8NCDT42（法国）等。
中文名Incoloy901
外文名Incoloy901
别    名Nimonic901、Z8NCDT42、2.4662、GH2901
概    述以Fe-43Ni-12Cr为基，加入钛
热处理制度1090℃±10℃，2～3h，
品种规格各种盘形锻件、轧环件、棒材
二、研究简史

Incoloy 901合金最初由国际镍公司研制发展。该合金于20世纪50年代出现，但因高温稳定性欠佳，其发展在60年代以后逐渐放缓。1964年，英国罗·罗公司在斯贝发动机上采用了该合金，用以代替镍基合金Nimonic PK31，并由亨利·维金公司生产，此后改称Nimonic 901 。
三、相近牌号

Incoloy901(美国),Nimonic901(英国)(原为美国国际镍公司研制的Incoloy901，1964年被英国罗·罗公司在斯贝发动机上采用并改称此名) [5],Z8NCDT42(法国)，2.4662(德国),GH2901(中国)
该合金的其他常见标准牌号还包括 UNS N09901 (美国统一编号系统) 与 DIn 1.4898 (德国)。

四、化学成分

表1-1 %
C
Cr
Ni
Mo
Al
Ti
Fe
B
0.02～0.06
11.0～14.0
40.0～45.0
5.0～6.5
≤0.30
2.8～3.1
余
0.01～0.02
Mn
Si
P
S
Cu
Bi
Pb
Ag
不大于
-
-
-
-
-
-
-
0.50
0.40
0.020
0.008
0.20
0.0001
0.001
0.0005

物化性质

Incoloy901是一种以Fe-Ni-Cr为基的固溶硬化型变形高温合金，其强化主要依靠亚稳的γ"Ni(Ti、Al)相（或表述为γ‘相(Ni₃Ti)）的时效析出。
高温力学性能
在650℃下，其典型力学性能为：抗拉强度≥650MPa，屈服强度≥450MPa，延伸率≥15%。长期高温时效后强度衰减率低于5%，抗蠕变性能优异，在650℃、200MPa载荷下，断裂时间超过1000h。合金在760℃以下具有良好的抗氧化性和长期组织稳定性。
物理性能
密度约8.1g/cm³（或8.14g/cm³），熔点范围1360-1410℃（1280-1345℃）。20℃时热导率为15.1W/(m·K)，线膨胀系数为12.5×10⁻⁶/℃(20-650℃)，常温下为弱磁性材料。
五、耐腐蚀性能
在航空煤油燃烧产物、高温空气等介质中抗氧化性良好，可抵御轻度酸碱腐蚀，但不适用于强氧化性酸（如浓硝酸）和高氯盐环境。
该合金的线膨胀系数与铁素体型热强合金钢相近，使得两种材料能够连接面对热膨胀应力时有较好的匹配性。
合金锻造时，若工艺参数选择或操作不当，可能在晶界析出长条或片状的有害TiC以及大颗粒状的硼化物与Ti相，导致性能呈现明显的方向性并引起缺口敏感性。

六、热处理制度

热加工适宜加热温度为1120 - 1180℃，终锻 / 终轧温度不低于950℃ 。若锻造工艺参数控制不当，可能导致晶界析出有害相并引发缺口敏感性，此时需通过重新热加工变形来修复。
冷加工可在退火状态下进行冷轧、冷拔、冲压等操作，冷加工变形量不宜超过30%。
热处理采用“固溶 + 时效”双阶段工艺。固溶处理温度为980 - 1000℃，保温2 - 4h后油冷或水冷。时效处理分两步进行，第一步720℃保温8h，第二步620℃保温16h，随后空冷。此外，也存在1090℃±10℃保温2～3h后水冷或油冷，再经775℃±5℃保温4h空冷，最后于700～720℃保温24h空冷的工艺制度。
焊接可采用氩弧焊、电子束焊等工艺，焊接前需将母材预热至150 - 200℃，选用同牌号焊丝，焊接后需进行时效处理。
七、品种规格与状态

可以供应各种盘形锻件、轧环件、棒材及其他锻件。供应状态可经热处理交货或不经热处理交货。
熔炼与铸造工艺

合金采用真空感应加真空电弧重熔的双联工艺生产，也可采用真空感应加电渣重熔工艺。
八、应用领域

Incoloy901主要用于航空航天领域，用于制造航空发动机压气机盘、涡轮盘、联轴器等转动部件，以及燃烧室紧固件；也适配地面燃气轮机的涡轮叶片、燃烧室部件；此外还可用于石油化工高温高压反应器的内件、热处理设备的夹具与料架等。