K213铁镍基高温合金精铸件 合金圆棒

一、成分体系与组织特征

K213（旧牌号K13，ISC C72130）是GB/T 14992体系下的铁-镍-铬基沉淀硬化型等轴晶铸造高温合金，属国产自主定型的中温涡轮铸材，相近俄标ЭИ787Л/ВЖ36-Л3。典型化学成分（wt%）为：C≤0.10%、Cr 14.0-16.0%、Ni 34.0-38.0%、W 4.0-7.0%、Al 1.5-2.0%、Ti 3.0-4.0%、Fe余量、B 0.05-0.10%，Si/Mn≤0.50%、P/S≤0.015%。基体为Fe-Ni（≈36%Ni+余量Fe）构成的稳定γ奥氏体，强化采用复合机制——Al+Ti形成γ'-Ni₃(Al,Ti)沉淀相（标准热处理后尺寸50-200nm、弥散分布，为主强化源），W固溶畸变强化，微量B偏聚三叉晶界钉扎空洞、提升持久寿命，C配合Cr析出M₂₃C₆型晶界碳化物骨架。物理参数：密度8.14g/cm³，熔点1324-1361℃，室温弹性模量≈195GPa，100℃热导率10.89W/(m·℃)，线胀系数（20-800℃）16×10⁻⁶/℃，铸态硬度HBS 325，无磁性，不可变形加工，依赖真空感应熔炼+熔模精密铸造成型，平均线收缩率1.44%。

二、高温性能与力学表现

K213核心优势为750℃以下强塑匹配与优良铸造/组织稳定性：γ'沉淀+W固溶+B晶界协同使其在700-750℃区间蠕变抗力显著优于纯固溶铁基铸合金。标准热处理（1100℃±10℃×4h空冷）后室温精铸试棒——抗拉强度≥750-850MPa（典型820MPa）、屈服强度≥600-650MPa、断后延伸率≥4-8%、断面收缩率≥8-15%；700℃高温拉伸Rm≥628MPa/δ₅≥6%/ψ≥10%，750℃Rm≥588MPa/δ₅≥4%/ψ≥8%。持久性能：700℃/495MPa断裂时间≥40h，750℃/373MPa≥80h，750℃/490MPa≥40h。组织稳定性突出，700℃长期时效2000h仅析出微量Laves相，无σ/TCP脆化倾向；抗氧化靠14-16%Cr形成Cr₂O₃钝化膜，750℃以下氧化/硫化耐受良好，850℃为使用红线（需渗Cr-Al涂层）。焊接性适配摩擦焊（可与40Cr、18CrNiWA对接），静态铸件可用GH130焊丝补焊，切削性中等（硬质合金刀具+低速重切+充分冷却）。

三、典型工业应用场景

增压系统与动力装备为K213主战场：750℃以下径流式/轴流式柴油机增压涡轮叶片（1965-1998年国内累计装机罐车/汽车径向增压近10万台、内燃机车轴向增压20万台+）、燃气轮机与烟气轮机动/静叶片、静叶环/喷嘴环均为经典用途，能源化工领域批产转子/固定叶片数万件。航空与地面动力用作涡轮导向叶片、燃烧室导流件、排气歧管耐热铸件；石油化工适配裂解炉内件、反应器耐硫渗碳衬件（750℃级）；工业高温设备用于热处理炉夹具、辐射管支撑。供货以母合金圆棒（Φ30-175×250-1200mm铸锭）及熔模精铸件（整体涡轮/薄壁叶片/环件）为主，尺寸精度CT5-CT7、表面Ra≤3.2μm，是衔接不锈钢与高成本镍基铸合金的中温经济型牌号。

K213（K13）是以Fe-36Ni-15Cr-5W-1.75Al-3.5Ti-Bγ'沉淀强化为核心的铁-镍-铬基等轴晶铸造高温合金。其750℃级持久稳定性、γ'弥散强化+优良熔模铸造性+摩擦焊适配的复合优势，使其在增压涡轮、燃气/烟气轮机中温动/静叶场景难以被纯铁基铸钢或全镍基高价合金替代，是国内中温动力铸件的自主核心牌号。

UNS N06600、Inconel600、Alloy600、UNS N06601、Inconel601、Alloy601、UNS N06625、Inconel625、Alloy625、Inconel690、Inconel718、InconelX-750

二、英科：

UNS NO8800、Incoloy800、Alloy800UNS NO8810、Incoloy800H、Alloy800H/800HT、UNS NO8825、Incoloy825、Alloy825

三、Carpenter20合金：

Alloy20cb-3、UNS NO8020

四、蒙乃尔：

Monel400NO4400Alloy400MonelK500NO5500

五、哈氏合金：

Hastelloy C-276、C-22、C-4、Hastelloy B、B-2、B-3、Hastelloy X、G、G2、G3、Hastelloy G30

六、固溶强化性铁镍基合金：

NS111、NS112、NS113、NS131、NS141、NS142、NS143

七、固溶强化型镍基合金：

NS311、NS312、NS313、NS314、NS315、NS321、NS322、NS331、NS332、NS333、NS334、

NS335、NS336、NS341

八、时效强化型镍基合金：

NS411

九、固溶强化型铁基合金：

GH1015、GH1035、GH1040、GH1131、GH1140

十、时效硬化性铁基合金：

GH2018、GH2036、GH2038、GH2130、GH2132/SUH660、GH2135、GH2136、GH2302

十一、固溶强化型镍基合金：

GH3030、GH3039、GH3044、GH3028

十二、时效硬化型镍基合金：

GH4033、GH4037、GH4043、GH4049、GH4133、GH4133B、GH4169

十三、奥氏体不锈钢:

904L（UNS N08904）、Nitronic60(S21800）、nitronic50(XM-19)/S20910、304L、316Ti、316N、316LN、316Mod、317L、317LN、309S、310S、304N

十四、复合式不锈钢：

SAF2205（F51）、SAF2507（F53）、S32760、254SMo（F44、DIN1.4529）、329J1（0Cr26Ni5Mo2）、SAF2506、0Cr17Mn13Mo2N(A4钢)

十五、沉淀硬化不锈钢

17－4PH(SUS630、S17400、0Cr17NiCu4Nb)、17-7PH（SUS631、0Cr17Ni7Al)、15-7Mo（SUS632、0Cr15Ni7Mo2Al）、15-5PH VAR(S15500、0Cr15Ni5Cu3Nb)

十六、其它：

可伐合金4J29 Kovar，Invar合金4J36 Invar合金、4J34，4J46，4J32，4J42