Inconel 100 高 γ′ 相镍基等轴晶铸造高温合金 实拍图
铸造高温合金

Inconel 100 高 γ′ 相镍基等轴晶铸造高温合金

UNS N13100 / K417

Inconel 100 是 1960 年代商业化的早期高 γ′ 相铸造合金,靠铝钛形成体积分数 60%–70% 的 γ′ 相获得高温强度,钴提高强化相稳定性,密度仅约 7.75–7.80 g/cm³ 利于减重。典型应用是涡轮增压器转子叶轮与低压涡轮工作叶片。

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Inconel 100 是 1960 年代商业化的早期高 γ′ 相铸造合金,靠铝钛形成体积分数 60%–70% 的 γ′ 相获得高温强度,钴提高强化相稳定性,密度仅约 7.75–7.80 g/cm³ 利于减重。典型应用是涡轮增压器转子叶轮与低压涡轮工作叶片。

牌号对照
UNS N13100 / K417
核心成分
Ni 余量(约 61)、Cr 8.5–9.5、Mo 2.5–3.5、Fe ≤1.0
力学性能
Rm 以 AMS 5397 为准(典型 约 980 MPa)
执行标准
AMS 5397 / GB/T 14992
交货形态
母合金锭 / 铸棒、蜡模精铸件、精铸试棒等
典型应用
汽车与船舶

牌号对照与材料概述

IN-100 是 20 世纪 60 年代商业化的早期高 γ′ 相铸造合金之一,成分围绕强化相体积分数最大化展开:铝 3.8%–5.7% 与钛 3.5%–5.0% 大量加入,析出 γ′(Ni₃(Al,Ti))相,体积分数可达 60%–70%;钴 14.0%–16.0% 提高 γ′ 相的固溶温度并延缓粗化;铬 8.5%–9.5% 提供基本抗氧化能力;钼与钒固溶强化;硼与锆用于晶界强化与组织稳定。

与 713C 相比,IN-100 的 γ′ 相比例更高、密度更低、钴含量高而铬与铌含量低,抗蠕变与热疲劳能力相当或更好,但抗氧化与抗热腐蚀能力偏弱,且铸态延伸率较低;与 K417G 一类改型牌号相比,改型主要是细化晶粒与控制铌、钒等活性元素。典型场景是涡轮增压器转子叶轮、起动机整体涡轮与低压涡轮静止件。

化学成分(AMS 5397 / GB/T 14992)

元素含量规格 %
Ni余量(约 61)
Co14.0–16.0
Cr8.5–9.5
Al3.8–5.7
Ti3.5–5.0
Mo2.5–3.5
V0.6–0.9
C0.13–0.22
B0.012–0.022
Zr0.05–0.09
Fe≤1.0
Mn≤0.50
Si≤0.50
P≤0.015
S≤0.015

物理性能

物理性能数值
密度约 7.75–7.80 g/cm³
熔化区间约 1260–1340 ℃
弹性模量约 155–220 GPa
线膨胀系数约 13.2×10⁻⁶/K(20–100 ℃)
导热率约 13.2 W/(m·K)(20 ℃)
磁性无(奥氏体基体)

力学性能(真空熔炼铸态,AMS 5397)

力学性能标准最小值典型值
抗拉强度 Rm以 AMS 5397 为准约 980 MPa
屈服强度 Rp0.2以 AMS 5397 为准约 550 MPa
延伸率 A约 9–14 %9–14 %
硬度—约 30–44 HRC

高温力学性能(典型值)

温度抗拉强度 Rm屈服强度 Rp0.2
20 ℃约 980 MPa约 550 MPa
800 ℃以标准持久数据为准以标准持久数据为准
900 ℃以标准持久数据为准以标准持久数据为准

以上为典型值,交付以实际材质证明书(EN 10204 3.1 MTC)为准。

供货形态与规格

供货形态规格范围状态
母合金锭 / 铸棒Φ75–90 mm,长度 ≥250 mm真空感应熔炼 VIM + 真空电弧重熔 VAR,铸态
蜡模精铸件涡轮增压器叶轮、起动机整体涡轮与低压涡轮叶片铸态或固溶加时效
精铸试棒Φ10–16 mm(协商)热处理态
真空重熔铸棒Φ8–300 mm(协商)铸态

支持按图纸机加工与定制交付;非标规格与批量需求请直接询价。

参考标准明细

产品形态ASTMASME其他对应标准
母合金锭——AMS 5397、GB/T 25932、GB/T 14992
熔模精铸件A957—AMS 2175、GB/T 28412、GB/T 28411
化学成分——AMS 5397、GB/T 14992
无损检测E1742—ASTM E1417、GB/T 14999.7

按标准逐项检验:化学成分、力学性能、晶间腐蚀、水压试验、超声波/涡流探伤、尺寸与表面。

热处理与焊接

IN-100 以铸态使用为主,AMS 5397 即以真空铸造、铸态为规定状态;若需提升塑性、疲劳寿命或修复长周期服役后的组织衰减,可采用固溶加时效路线,通过固溶使偏析的 γ′ 相与碳化物回溶并调整晶界,再在受控温度下析出尺寸均匀的 γ′ 相。增压器叶轮等薄壁件可先做热等静压消除缩松。铝钛含量高、晶界容易出现低熔点共晶,固溶温度必须严格避开初熔区。

IN-100 的焊接性差,高铝高钛的 γ′ 相含量使熔焊接头极易热裂,焊缝附近的强化相被部分溶解、无法恢复到母材的高温强度,因此结构设计应优先整体熔模铸造成形,尽量避免焊接与返修。对表面小缺陷可采用氩弧焊局部补焊,焊后必须重新时效,并按 AMS 2694 的铸件焊修要求取得买方书面认可。

采购要点

IN-100 的采购风险有三点。一是错把它当作含钴高铬的通用铸造合金采购,实际该牌号不含钴且铬只有 8.5%–9.5%,抗氧化与抗热腐蚀能力都需要涂层配合,脱离工况宣传性能是常见陷阱。二是只写牌号不写产品形态,增压器叶轮与母合金锭的验收依据差异极大。三是漏掉晶粒度与持久性能验收,γ′ 相占体积分数 60%–70% 的合金对熔炼纯净度与晶粒状态敏感,杂质与粗大晶粒会明显削弱热疲劳寿命。

选型问答

Inconel 100 常见提问的直接回答

Inconel 100 是什么材料?主要成分和性能特点是什么?

IN-100 是 20 世纪 60 年代商业化的早期高 γ′ 相铸造合金之一,成分围绕强化相体积分数最大化展开:铝 3.8%–5.7% 与钛 3.5%–5.0% 大量加入,析出 γ′(Ni₃(Al,Ti))相,体积分数可达 60%–70%;钴 14.0%–16.0% 提高 γ′ 相的固溶温度并延缓粗化;铬 8.5%–9.5% 提供基本抗氧化能力;钼与钒固溶强化;硼与锆用于晶界强化与组织稳定。

Inconel 100 怎么选?与 Inconel 706 镍铁铬沉淀硬化铸造高温合金 的区别在哪里?

两者都是 γ′ 相主导的等轴晶铸造镍基合金。IN-100 的 γ′ 相比例更高、密度更低、钴含量高而铬与铌含量低,抗蠕变与热疲劳能力相当或更好,但抗氧化与抗热腐蚀能力偏弱、铸态延伸率较低;713C 成分更简单、成本更低、不含钴。选型要看是追求减重与高 γ′ 体积分数,还是看重抗氧化与经济性。

Inconel 100 价格多少?多久交货?能否定制?

Inconel 100 不设公开挂牌价,按牌号、规格(直径/壁厚/厚度)、数量与交货状态报价,镍价与批量是主要价格变量;常规规格圆棒与无缝管备有坯料,通常 7–20 天交货;非常规规格、板材与锻件按熔炼排产约 25–45 天,最小起订量按形态协商。支持按图纸机加工与 OEM 定制,常规规格现货、特殊规格排产。

国内有哪些厂家在生产 Inconel 100?怎么选供应商?

国内铸造高温合金的供给集中在几个产业带:东北(辽宁抚顺、鞍山一带的特钢与锻件基地)、华北(京津冀特钢与航空材料体系)、华东(上海及江苏无锡/常州/苏州、浙江的熔炼锻轧与无缝管集群)、西部(陕西宝鸡的钛与高温合金、四川冶金基地、甘肃金昌的镍资源)。像 Inconel 100 这类牌号,既有钢厂直供,也有具备真空感应熔炼(VIM)、电渣(ESR)或真空自耗(VAR)重熔能力与完整检验体系的专业供应商。选择供应商时建议核对四点:① 材质证明书炉批号可追溯;② 有成分、超声波探伤、力学复验能力;③ 能按 AMS 5397 / GB/T 14992 等对应标准供货并可接受第三方检测;④ 同规格有可查的既往供货业绩。宝昭实业位于上海市松江区,常年供应 Inconel 100 棒材、板材、无缝管、锻件等形态,欢迎按上述要点对样验厂。

Inconel 100 的密度是多少?执行什么标准?

Inconel 100 的密度约为 约 7.75–7.80 g/cm³(详见本页物理参数表)。执行标准主要为 AMS 5397 / GB/T 14992,并对应相应的 ASTM/ASME/AMS 标准;密度、熔化区间、弹性模量与线膨胀系数等物理参数在不同文献口径下略有出入,交付时以炉号材质证明书实测值为准。需要钢板、锻件、无缝管等不同形态时,物理参数基本一致,力学指标随形态与热处理状态变化,可参考本页力学性能表。

FAQ

Inconel 100 常见问题

Inconel 100 与 713C 是什么关系?+
两者都是 γ′ 相主导的等轴晶铸造镍基合金。IN-100 的 γ′ 相比例更高、密度更低、钴含量高而铬与铌含量低,抗蠕变与热疲劳能力相当或更好,但抗氧化与抗热腐蚀能力偏弱、铸态延伸率较低;713C 成分更简单、成本更低、不含钴。选型要看是追求减重与高 γ′ 体积分数,还是看重抗氧化与经济性。
IN-100 对应国内哪个牌号?+
国内对应牌号是 K417,曾用牌号 K17、M17;牌号与成分按 GB/T 14992 归口,母合金锭通用技术条件为 GB/T 25932,熔模铸件按 AMS 5397 与 AMS 2175 验收,国内精铸叶片与结构件可对应 GB/T 28412 与 GB/T 28411,无损检测方法沿用 ASTM E1742 与 ASTM E1417。
IN-100 的使用温度上限是多少?+
设计使用温度低于约 950 ℃,公开资料也提到 950 ℃ 已接近其常规使用上限,超出后 γ′ 相粗化与抗氧化膜失效会同时出现。该牌号主要用于增压涡轮与小型整体涡轮,服役温度虽不低但应力水平与循环次数远低于高压涡轮工作叶片,不能把 900 ℃ 级等同于可用在高压涡轮级。
IN-100 的抗氧化与抗热腐蚀能力如何?+
抗氧化方面主要靠铝形成的 Al₂O₃,静态空气中表现尚可;但铬只有 8.5%–9.5%,没有高铬合金那种 Cr₂O₃ 保护层,对含硫含钒燃气的热腐蚀能力偏弱,燃气轮机或高负荷增压涡轮环境通常要配合渗铝或 MCrAlY 涂层。湿法腐蚀环境不是它的适用方向。
交货状态怎么选?+
AMS 5397 的规定状态是真空铸造铸态,工程上多以铸态使用。若需更高塑性、疲劳寿命或修复长周期服役后的组织衰减,可做固溶加时效,注意铝钛偏高导致初熔区敏感,固溶温度与测温精度必须严格控制。订单中应写明状态与对应的力学性能指标,否则只能按最低标准验收。
能供哪些规格、交期多久?+
母合金锭常规为 Φ75–90 mm、长度不小于 250 mm,可按需切分;蜡模精铸件覆盖涡轮增压器叶轮、起动机整体涡轮等,按图纸与模具条件确定。常规牌号母合金锭备货较好可快速发货;铸件排产按件计算,是否含热处理、X 射线与荧光检测需在询价时单列清楚。
质量文件与检验项目?+
材质证明书(炉批号、成分、力学性能)、熔炼方式说明(VIM 或 VIM 加 VAR)、X 射线与荧光渗透检测报告、晶粒度与一次枝晶间距报告、热处理炉温曲线、批次留样与追溯记录;航空级订单可另加高温持久与热疲劳数据及第三方复验。
采购 IN-100 最容易踩什么坑?价格与订货怎么安排?+
一是把它当成含钴高铬的通用铸造合金采购,脱离工况宣传抗氧化性能;二是只写牌号不写产品形态,把母合金锭当成品叶轮验收;三是低价采购省掉熔炼双联与探伤,杂质与气孔在长期热循环中成为疲劳裂纹源;四是漏写晶粒度要求。成本上因不含钴而低于 713C,但铝钛钒钼比例较高且对纯净度要求严,询价时一次给全 UNS 编号、形态、数量、热处理状态与文件清单最省事。
IN-100 的价格与订货信息怎么安排?+
IN-100 不含钴,原料成本比含钴的 713C、738 一类牌号低,但铝钛钒钼的比例较高、且对纯净度与工艺控制要求严,成品率对熔炼与铸造水平敏感。建议一次给全 UNS 编号、产品形态、规格数量、热处理状态、检测与文件清单、交期与目的地,由供方按炉批出正式报价与排产节点。

同类牌号参数速览对比

本表为同类牌号关键参数对照,便于横向比较;数值取自对应国家/行业标准公开值,交付以炉号材质证明书为准。

牌号UNS / 编号核心成分 %力学性能交货形态典型应用
Inconel 100UNS N13100 / K417Ni 余量(约 61)、Cr 8.5–9.5、Mo 2.5–3.5Rm 以 AMS 5397 为准(典型 约 980 MPa)母合金锭 / 铸棒、蜡模精铸件、精铸试棒等汽车与船舶
Inconel 706UNS N09706 / 国标 GH2706(变形对应)Cr 14.5–17.5、Fe 余量、Ti 1.50–2.00Rm ≥1100 MPa(典型 1140–1250 MPa)铸造母合金锭、蜡模精铸件、精铸试棒等油气装备
Inconel 783UNS R30783(铸造)/ GH6783(变形)Ni 26.0–30.0、Cr 2.50–3.50、Fe 24.0–27.0Rm 约 1000–1105 MPa(典型 1000–1105 MPa)母合金锭 / 铸棒、热加工环件 / 锻件、蜡模精铸件等燃气轮机
Inconel 792UNS N07792 / GH792Ni 余量(约 58–65)、Cr 12.0–14.0、Mo 1.5–2.5Rm 约 880–1020 MPa(典型 880–1020 MPa)母合金锭 / 铸棒、蜡模精铸件、精铸试棒等燃气轮机
Inconel 925UNS N09925 / NS3405(变形对应)Ni 42.0–46.0、Cr 19.5–23.5、Mo 2.5–3.5Rm ≥1034 MPa(典型 1034–1170 MPa)母合金锭 / 铸棒、蜡模精铸件、棒材 / 锻件等油气与石化

数据来源:AMS 5397 / GB/T 14992。

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数据来源与更新说明

Inconel 100 高 γ′ 相镍基等轴晶铸造高温合金 用在什么场景

该牌号常见于汽车与船舶、航空发动机、小型动力等场景的关键部件。可按棒材、板材、无缝管、锻件等形态组织供货,价格按牌号、规格、数量与交货状态核算,如有需要可随货提供符合 EN 10204 3.1 标准的材质证明书。

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