K424等轴晶精铸件 合金圆钢/ 耐高温锻件

一、成分体系与组织特征

K424（旧牌号K24，ISC C74240）是GB/T 14992体系下的镍基沉淀硬化型等轴晶铸造高温合金，成分对标俄系ВЖЛ12У/ЭП695、近美标IN-100改型，属高Al+Ti低密度转子级铸材。典型化学成分（wt%）：C 0.14-0.20、Cr 8.5-10.5、Ni余量（≈63-67%）、Co 12.0-15.0、W 1.0-1.8、Mo 2.7-3.4、Al 5.0-5.7、Ti 4.2-4.7、Nb 0.5-1.0、V 0.5-1.0、Fe≤2.0、B≤0.015、Zr≤0.02、Ce≤0.02。基体为Ni-Cr-Coγ-FCC奥氏体，强化采用三重协同——超高Al+Ti形成γ'-Ni₃(Al,Ti)有序相（体积分数60-70%、尺寸0.2-0.5μm），为高强主源；Co+W+Mo大原子固溶抬升层错能与蠕变抗力；B+Zr+C+MC/M₂₃C₆碳化物钉扎三叉晶界、抑制空洞。物理参数：密度7.87-8.2g/cm³（镍基系轻量化档）、熔点1271-1310℃、室温弹性模量≈200GPa、线胀系数（20-100℃）13.2×10⁻⁶/K、300℃导热≈13W/(m·K)，无磁性，不可锻轧，依赖VIM母合金+真空重熔+熔模精铸，铸态或1210℃×4h空冷+980℃×4h时效使用，薄壁1-2mm可成型。

二、高温性能与力学表现

K424核心优势为950℃以下高比强与抗蠕变：γ'超高体积分数使其在700-950℃区间持久抗力超越K403/K418，填补等轴晶与定向合金间空档。铸态+标准时效精铸试棒室温拉伸——抗拉强度≥980-1050MPa（典型1050）、屈服强度≥800-850MPa（典型850）、断后延伸率≥4-6%（典型5%），铸态硬度HRC 32-38/HB 300-380；850℃高温拉伸Rm≈750-800MPa/δ≥5%，900℃Rm≥500-550MPa/δ≥4%，950℃Rm≥450MPa。持久性能：800℃/430MPa≥50-100h，900℃/200MPa≥100h，950℃/140-180MPa≥50h。低密度（7.87）+高γ'带来优异比强度，是减重转子设计；850℃长期时效Al+Ti偏上限易析出σ相（控成分+薄壁可延缓），Cr仅9-10%级抗热腐蚀偏弱，需渗Al/AlSi+MCrAlY涂层。铸造流动性优（整体涡轮一体铸），焊接性差（高Al+Ti热裂敏感），切削需硬质合金低速重切。

三、典型工业应用场景

航空/航天发动机为K424主战场：≤950℃涡轮转子工作叶片、整铸涡轮转子、导向器、尾喷口调节片底板均为经典用途，批装涡喷/涡扇/航天动力，是等轴晶转子件；工业/舰船燃气轮机用作中温动叶、整体叶轮；车用/航模动力批量用于增压器整体叶轮（750-850℃级），替代锻钢降重；弹用发动机整铸涡轮、航天器推进热端结构亦有应用。供货以VIM母合金圆棒（Φ70-90×≥250mm铸锭，符合GJB 5512.1/HB 7763）及等轴晶熔模精铸件（转子叶/整体涡轮/调节片）为主，表面标配渗Al，是衔接K417与定向/单晶合金的高比强等轴晶转子封顶牌号。

K424（K24/C74240）是以Ni-9Cr-13Co-3Mo-1.5W-5.3Al-4.5Ti-B/Zr γ'沉淀+Co/W/Mo固溶强化为核心的高Al+Ti低密度镍基等轴晶铸造高温合金。其γ'体积分数60-70%、密度7.87g/cm³的超高比强、950℃/180MPa持久与优良整体涡轮精铸性的组合，使其在航发转子动叶、整铸涡轮、尾喷调节片场景难以被同代等轴晶替代，是国内高比强铸合金中转子应用最成熟、承温最接近定向合金的自主核心牌号。

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