K738镍基铸造高温合金精铸件 合金圆锭 锻方

K738合金材料综述

一、成分设计与组织特征

K738是我国在IN-738基础上定型的镍基沉淀硬化型等轴晶铸造高温合金（常见相近写法K438/IN738），工作温度750—950℃，短时可达1000℃。 名义成分：Ni余量，Cr 15.7—16.3%，Co 8.0—9.0%，W 2.4—2.8%，Mo 1.5—2.0%，Al 3.2—3.7%，Ti 3.2—3.7%，Ta 1.5—2.0%，Nb 0.6—1.1%，C 0.09—0.17%（LC/HC两版），B 0.005—0.015%，Zr 0.03—0.15%。 强化以γ′相Ni₃(Al,Ti,Ta)沉淀为主，体积分数40%—50%，辅以W+Mo固溶强化与M₂₃C₆、MC碳化物晶界钉扎。 标准热处理1120—1150℃固溶+840—850℃一级时效+760℃二级时效，铸态晶界碳化物链被优化，长期时效不析出σ/μ等TCP相，组织稳定性优于多数高Al/Ti镍基精铸合金。

二、力学性能与环境服役表现

室温（精铸+标准热处理）：抗拉强度Rm≥850 MPa，屈服强度Rp0.2≥620—780 MPa，断后延伸率A≥5%—7.3%，硬度HBS 360—380。 压缩承载按铸造镍基惯例以抗拉上限近似，抗压强度约900—980 MPa。800℃抗拉仍≥600 MPa，屈服≥800 MPa级（部分文献报855 MPa），延伸率回升至10.7%；850℃/200 MPa持久≥100 h，850℃/150 MPa蠕变速率10⁻⁸ s⁻¹量级。 环境端：Cr 16%+Al/Ta形成Cr₂O₃/Al₂O₃复合膜，900℃氧化速率低，含硫/盐雾热腐蚀抗力显著优于低Cr镍基（如713C），是工业燃机抗热腐蚀级；850℃热疲劳应变幅0.6%循环寿命10⁴周次以上。

三、制备工艺与典型应用

真空感应熔炼+真空重熔，熔模精铸可成形带气冷通道的空心涡轮叶片，铸件CT6—CT7、Ra≤3.2 μm；几乎不能锻造轧制，焊补需预热300—400℃、用IN738类同质焊丝，易裂须严控。 主战场为重型/舰船燃气轮机一级涡轮动叶与静叶、航空发动机导向叶片、燃烧室衬套；延伸用于核电高温构件、乙烯裂解炉高温支架、耐磨阀体。相对K4163（低Cr镍基）抗热腐蚀更优，相对K644（钴基）高温强度更高但密度略低（8.16 g/cm³）、成本受Co/Ta波动影响大。

K738（IN738等效）以高Cr-Co-W-Mo-Ta-Al/Ti复杂配比，在900℃以下把高温强度、抗热腐蚀与组织稳定性拧到同一量级，是国产重型燃机涡轮叶片主力精铸牌号；压缩承载可按900—980 MPa估算，工程许用值必须以质保书室温拉伸+850℃持久实测为准，不可与变形GH738（Waspaloy类）混用。

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