NS1102(旧牌号:NS112,统一数字代号:H01102,对应美标Incoloy 800H、UNS N08810)是符合国标GB/T 15007等系列标准的奥氏体型固溶强化型耐蚀合金。其以镍-铬-铁为核心体系,通过精准的成分配比与特殊固溶热处理工艺,在600℃以上高温环境中具备优异的高温持久强度、抗氧化性及抗高温渗碳能力,同时兼具良好的耐蚀性与加工成型性,是高温耐蚀工况下的关键材料品种。
核心化学成分(质量分数)
NS1102采用镍-铬-铁三元合金体系的固溶强化设计,碳含量相较于同系列基础牌号更高,同时搭配铝、钛等辅助元素,严格控制杂质含量以保障合金纯净度与性能稳定性,具体成分区间及作用如下:
元素 | 含量范围(质量分数) | 作用说明 |
铁(Fe) | 余量 | 构成合金基体,平衡合金力学性能与成本,保障基础加工成型性 |
镍(Ni) | 30.00%-35.00% | 稳定合金奥氏体组织,提升高温韧性与耐蚀性,增强合金抗晶间腐蚀能力 |
铬(Cr) | 19.00%-28.00% | 在高温下形成致密氧化铬保护膜,核心提升合金抗氧化、抗高温渗碳及耐蚀性能 |
碳(C) | 0.05%-0.10% | 相较于基础牌号提高碳含量,通过固溶强化提升合金600℃以上高温持久强度 |
铝(Al) | 0.15%-0.60% | 辅助细化晶粒,优化高温抗氧化性能,提升合金组织稳定性 |
钛(Ti) | 0.15%-0.60% | 与碳结合形成碳化物,细化晶粒,改善合金韧性与高温性能稳定性 |
铜(Cu) | ≤0.75% | 微量控制元素,避免过量影响合金高温稳定性与耐蚀性 |
硅(Si) | ≤1.00% | 辅助提升高温抗氧化性,低含量控制保障合金纯净度与加工性能 |
锰(Mn) | ≤1.50% | 改善合金熔炼与铸造过程中的流动性,辅助稳定奥氏体组织 |
磷(P) | ≤0.030% | 有害杂质,严格限制含量以避免降低合金韧性与抗晶间腐蚀性能 |
硫(S) | ≤0.015% | 有害杂质,减少硫化物夹杂,保障合金加工性与服役可靠性 |
关键性能优势
1. 高温力学性能优异
作为固溶强化型合金,NS1102经特殊固溶热处理后,高温力学性能突出。在600℃以上高温环境中,其高温持久强度显著优于同系列基础牌号;常温下抗拉强度可达450-650MPa,屈服强度≥170MPa,断后伸长率≥30%,兼具一定强度与良好韧性,可长期承受高温应力作用而不易变形。
2. 高温抗氧化与抗渗碳性良好
合金中高含量铬元素形成的致密氧化铬保护膜,能有效阻挡高温氧化介质侵蚀,在800℃以下静态空气环境中长期服役时氧化性能稳定,氧化膜附着力强,不易发生剥落;同时具备优异的抗高温渗碳能力,可在含碳气氛的高温工况中稳定服役,避免碳渗入导致合金脆化。此外,对多种氧化性腐蚀介质也具有良好耐受性,保障服役过程中的性能稳定性。
3. 组织与尺寸稳定性强
通过精准控制镍、铬等核心元素含量与固溶热处理工艺,NS1102形成稳定的奥氏体基体组织,在长期高温服役过程中不易发生相转变或晶粒粗大化,有效避免性能衰减;同时热膨胀系数相对稳定,高温服役后尺寸变形量小,保障部件的装配精度与使用可靠性。
加工与热处理特性
1. 加工性能
NS1102具备良好的热加工与冷加工性能。热加工适宜在1150-1200℃温度区间进行,可开展锻造、轧制、挤压等工艺,加工过程中需控制加热速度与保温时间,确保坯料均匀加热,成型后缓冷以避免应力集中与组织不均;冷加工可在固溶处理后进行,可实现冷轧、冷拔、冲压等成型,剧烈变形后需进行中间退火处理以恢复塑性,保障后续加工顺利进行。此外,合金焊接性能良好,可采用氩弧焊、电弧焊等常规焊接方式,焊前需清理工件表面油污与氧化皮,焊后建议进行固溶处理或去应力退火处理,避免焊接应力影响性能与耐蚀性。
2. 标准热处理工艺
NS1102的性能优化依赖规范的固溶热处理工艺,标准工艺路线为:固溶处理。固溶处理温度为980-1150℃,保温时间根据产品厚度调整为1-4小时,水冷或空冷,目的是溶解合金中的碳化物等析出相,获得均匀的奥氏体组织,充分发挥固溶强化效果,保障合金的高温力学性能与耐蚀性。根据实际加工需求,冷加工后可增加去应力退火工艺,退火温度650-800℃,保温2-4小时,空冷,以消除加工残余应力,改善材料塑性。
3. 供应状态
该合金可加工为板材、棒材、管材、锻件、丝材、钢带、钢卷等多种形态,供应状态根据产品类型调整,常见状态包括:固溶处理态、退火态、热加工态、冷加工态等。其中板材多以固溶+酸洗切边状态交货,保证表面质量与尺寸精度;棒材以锻轧或磨光状态供应,可根据需求提供经固溶处理的成品;管材经固溶+酸洗处理后交货,确保内壁洁净与性能均匀;锻件则多以热加工退火态供应,适配后续加工需求。