Hastelloy C-276与哈氏合金C276材料详解

Hastelloy C-276，一种低硅碳含量的合金，被誉为全能抗腐蚀合金。它在湿氯、各种氧化性氯化物、氯化盐溶液、硫酸与氧化性盐中表现出优异的耐蚀性能，尤其在低温与中温盐酸中稳定性极高。

高温合金，又称耐热合金或超合金，是能够在600°C以上高温下保持抗氧化、抗腐蚀、抗蠕变性能，并能在高机械应力作用下长期稳定的合金材料。这类材料在航空发动机热端部件、航天火箭发动机高温部件、工业燃气轮机、能源、化工等工业部门扮演着关键角色。

Hastelloy C-276拥有多个相近牌号，如霆钢合金、中国NS3304/NS334、法国NC17D、德国W.Nr.2.4819、美国UNS N10276等。根据基体元素种类，高温合金可分为铁基、镍基、钴基合金，其中镍基合金耐热性能更强，应用最为广泛。按制造工艺分，有变形高温合金、铸造高温合金、粉末高温合金等。

Hastelloy C-276的化学成分包含镍、铬、铁、钼、钨、钴、碳、锰、硅、硫、磷、钒等。变形高温合金通过铸造-变形工艺制造，具有优良的力学性能和强韧性，广泛应用于盘、板、棒、丝、带、管等产品，市场需求占比高达70%。变形高温合金镍含量在50%-60%之间，如GH4169镍含量约为53%，GH4065镍含量约为55.5%，GH4738镍含量约为58.7%。

Hastelloy C-276的物理性能包括密度8.9g/cm³、熔点1325-1370℃、热导率10.2W/m•℃（100℃）、比热容407J/kg•℃、弹性模量208GPa、剪切模量79GPa、电阻率1.25μΩ•m、线膨胀系数11.7×10-6℃⁻¹（20~100℃）等。

铸造高温合金通过铸造工艺成型，合金化程度高，热加工困难。这类合金按凝固结晶组织分为等轴晶铸造高温合金、定向凝固柱晶高温合金和单晶高温合金。铸造高温合金的承温能力相比普通合金提升500℃以上，镍基单晶高温合金在航空发动机叶片制造中尤为突出。

Hastelloy C-276的工艺性能与要求包括热加工时燃料中硫含量控制、热加工温度范围、冷却方式、焊接工艺等。在热处理前应保持工件清洁无污染，注意合金在1000℃～600℃间快速冷却时的敏化现象，避免接触硫、磷、铅等低熔点金属，以及清除污物。

铸造高温合金的主要牌号镍含量通常在60%以上，如DD402镍含量约为60%，K401镍含量约为68.9%，K403镍含量约为66.1%，K418镍含量约为73.9%。Hastelloy C-276的热加工温度范围为1200℃～950℃，冷却方式为水冷或快速空冷。为确保防腐性能，热加工后需进行热处理，工件应直接加入已升温的热处理炉。

等轴晶铸造高温合金在-235~1050℃范围内应用广泛，具有制造成本低、中低温力学性能优异的优点，被用于航空发动机扩压器、机匣等大型复杂结构件、整铸涡轮、导向器、导向和涡轮叶片以及航天火箭发动机涡轮泵等相关部件。K418合金成分简单、密度较低，在900℃以下具有良好的蠕变强度、热疲劳性能和抗氧化性能，是航空发动机和工业燃气轮机涡轮叶片等高温部件的重要材料。