K2 镍基沉淀硬化型等轴晶铸造高温合金(对应现行牌号 K402) 实拍图
铸造高温合金

K2 镍基沉淀硬化型等轴晶铸造高温合金(对应现行牌号 K402)

UNS 无对应编号 / K402(旧牌号 K2)

K2(现行牌号 K402)是与俄制 ЭП703 同族的镍基铸造高温合金,靠钨加钼双线固溶强化、铝钛析出 γ′ 相,把 γ′ 体积分数推到较高水平,承载温度比 K1 高一档。铸造流动性好、可铸薄壁复杂叶片,但塑性偏低、不可焊接,也不能锻轧,适合燃气涡轮导向叶片与整铸导向器一类的静子件。

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K2(现行牌号 K402)是与俄制 ЭП703 同族的镍基铸造高温合金,靠钨加钼双线固溶强化、铝钛析出 γ′ 相,把 γ′ 体积分数推到较高水平,承载温度比 K1 高一档。铸造流动性好、可铸薄壁复杂叶片,但塑性偏低、不可焊接,也不能锻轧,适合燃气涡轮导向叶片与整铸导向器一类的静子件。

牌号对照
UNS 无对应编号 / K402(旧牌号 K2)
核心成分
Ni 余量、Cr 10.50–13.50、Mo 4.50–5.50、Fe ≤2.00
力学性能
Rm 以技术协议为准(典型 约 780–1050 MPa(参考区间))
执行标准
GB/T 14992-2025 表 2 等轴晶铸造高温合金;母合金按 GB/T 25932-2025 与 YB/T 5248 验收
交货形态
母合金锭 / 圆棒、蜡模精铸件(重熔浇注)、定向凝固 / 单晶铸件等
典型应用
航空发动机

牌号对照与材料概述

K2 的成分主线是双线固溶强化加高体积分数 γ′ 相。钨 6.00%–8.00% 与钼 4.50%–5.50% 同时加入,前者提供高温下的晶格畸变与蠕变阻力,后者兼顾中温强度与抗氧化并改善铸造流动性,两者叠加使基体在 800℃ 以上仍保持较高的流变应力。铝 4.50%–5.30%、钛 2.00%–2.70% 配成 γ′-Ni₃(Al,Ti),与硼 0.015% 上限、铈 0.015% 上限共同净化晶界。铬 10.50%–13.50% 兼顾抗氧化与可铸性,碳 0.13%–0.20% 偏高以形成 MC 型碳化物强化晶界并改善铸件流动性。

在 K 系列内部,K2 是承温能力高于 K1、低于 K3 的中间档:钼钴缺席使成本低于 K3,高体积分数 γ′ 相与双线固溶强化使其高温持久优于 K1。与 K3 相比,K2 不含钴、组织稳定性与热腐蚀抗力略逊,但成本明显更低。与变形牌号 GH4169、GH3625 相比,K2 只能铸造而不能锻轧,可一次成型带内冷通道的薄壁件,但室温塑性、焊接性与后续机加工余量都不占优势。采购时成分与性能以 GB/T 14992 及炉号材质证明书为准。

化学成分(GB/T 14992-2025 表 2 等轴晶铸造高温合金;母合金按 GB/T 25932-2025 与 YB/T 5248 验收)

元素含量规格 %
Ni余量
Cr10.50–13.50
W6.00–8.00
Mo4.50–5.50
Al4.50–5.30
Ti2.00–2.70
Fe≤2.00
C0.13–0.20
Ce≤0.015
B≤0.015
Si≤0.40
Mn≤0.40
P≤0.015
S≤0.015

物理性能

物理性能数值
密度约 8.3–8.5 g/cm³
熔化区间约 1320–1380 ℃
弹性模量约 190–210 GPa
线膨胀系数约 14–16×10⁻⁶/K
磁性无(奥氏体组织)

力学性能(母合金铸态;精铸试棒按铸态或标准热处理检验,具体以 GJB 5512.1 与合同技术条件为准)

力学性能标准最小值典型值
抗拉强度 Rm以技术协议为准约 780–1050 MPa(参考区间)
屈服强度 Rp0.2以技术协议为准约 620–800 MPa(参考区间)
延伸率 A以技术协议为准约 3–12 %(参考区间)
硬度以技术协议为准约 HRC 30–42(参考区间)

高温力学性能(典型值)

温度抗拉强度 Rm屈服强度 Rp0.2
20 ℃约 780–1050 MPa(参考区间)约 620–800 MPa(参考区间)
800 ℃以标准/质保书为准以标准/质保书为准
950 ℃以标准/质保书为准以标准/质保书为准

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 / 圆棒Φ70–90 mm 圆棒,长度不小于 250 mm铸态,按炉号出具材质证明书
蜡模精铸件(重熔浇注)按图纸,母合金重熔浇注,含空心导向叶片与整铸导向器铸态或按协议热处理
定向凝固 / 单晶铸件可按 GJB 5512.2 组织定向凝固柱晶铸件按 GJB 5512.2 / 5512.3 执行
涡轮叶片 / 机匣 / 导向器 / 阀体导向叶片、导向器与机匣耐热件铸态 + 热等静压 + 热处理

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
牌号与化学成分——GB/T 14992-2025《高温合金和金属间化合物 牌号及化学成分》
等轴晶母合金——GB/T 25932-2025《铸造高温合金 母合金 等轴晶》
母合金通用技术条件——GB/T 8739-2015《铸造高温合金母合金 通用技术条件》
精铸结构件 / 精铸叶片——GB/T 28411-2012、GB/T 28412-2012
航空母合金与热处理——HB 7763-2020、HB/Z 140、GJB 5512.1-2005
行业母合金——YB/T 5248-1993《铸造高温合金母合金》
航空母合金锭——HB 7763-2020《航空发动机用等轴晶铸造高温合金锭规范》
精铸件热处理——HB/Z 140《航空用高温合金热处理工艺》

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

K2 母合金以铸态供应,随炉提供成分与低倍组织检验。精铸件可按铸态使用,此时凝固过程中析出的 γ′ 相已提供足够的强化效果;若对长时持久寿命要求更高,可在 1200℃ 附近固溶处理溶解枝晶间的初生 γ′ 相与碳化物,再以 950℃ 一次时效加 860℃ 二次时效做双级时效,让 γ′ 相重新析出并钉扎晶界。固溶环节严禁水淬,壁厚不均的铸件急冷易产生开裂;无余量精铸件热处理须在真空或氩气保护下进行,避免表面氧化与氧化皮难以清除。

K2 铝钛含量高、铸态 γ′ 相密集,焊接性差,熔模精铸件原则上不允许补焊,焊缝区易出现热裂纹与未熔合。必须修复时采用真空钎焊或电子束焊等低热输入方式,焊料选同成分或成分相近的镍基合金,焊后按固溶加双级时效恢复组织。承力导向叶片一旦补焊通常直接报废,因此验收时应把「无焊补、无表面氧化皮」写入技术协议。

采购要点

买 K2 最常见的坑有四个。一是拿 K1 或 K3 的料顶替,三者钨钼钴铝配比不同,同为 K 系列但承载温度差一档;二是只看镍铬主元素,忽略钨 6.00%–8.00% 与钼 4.50%–5.50% 是否落在标准区间,这两项是最容易缺项也最影响持久强度的成分;三是把 K402 铸件当成变形件来排产,机加工余量与装夹方式完全不同;四是漏掉对疏松与氧化皮的要求。验收应逐炉核对全元素表并索取射线探伤与表面缺陷记录,同时确认材质证明书上新旧牌号 K402 与 K2 并列出现。

选型问答

K2 常见提问的直接回答

K2 是什么材料?主要成分和性能特点是什么?

K2 的成分主线是双线固溶强化加高体积分数 γ′ 相。

K2 怎么选?与 K21 早期编号铸造高温合金(未在现行国标牌号表单独登记) 的区别在哪里?

K2 处在 K1 与 K3 之间。K1 高钨无钼不含钴,偏抗氧化与经济性;K2 用钼 4.50%–5.50% 替换部分钨并把铝钛配比调高,高温持久强度明显好于 K1;K3 再加钴 4.50%–6.00%、把铝提到 5.30%–5.90%,承载温度进到 1000℃ 级导向叶片。对比变形牌号 GH4169 与 GH3625,K2 只能铸造成形而不能锻轧,可用熔模一次铸出薄壁内冷通道,但室温塑性、可焊性与机加工余量都不占优。

K2 价格多少?多久交货?能否定制?

K2 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 K2?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 K2 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 GB/T 14992-2025 表 2 等轴晶铸造高温合金;母合金按 GB/T 25932-2025 与 YB/T 5248 验收 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 K2 棒材、板材、无缝管、锻件等形态,欢迎按上述要点对样验厂。

K2 的密度是多少?执行什么标准?

K2 的密度约为 约 8.3–8.5 g/cm³(详见本页物理参数表)。执行标准主要为 GB/T 14992-2025 表 2 等轴晶铸造高温合金;母合金按 GB/T 25932-2025 与 YB/T 5248 验收,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

K2 常见问题

K2 与 K1、K3 怎么选?和变形牌号 GH3625、GH4169 差在哪里?+
K2 处在 K1 与 K3 之间。K1 高钨无钼不含钴,偏抗氧化与经济性;K2 用钼 4.50%–5.50% 替换部分钨并把铝钛配比调高,高温持久强度明显好于 K1;K3 再加钴 4.50%–6.00%、把铝提到 5.30%–5.90%,承载温度进到 1000℃ 级导向叶片。对比变形牌号 GH4169 与 GH3625,K2 只能铸造成形而不能锻轧,可用熔模一次铸出薄壁内冷通道,但室温塑性、可焊性与机加工余量都不占优。
K2 对应哪个国家标准牌号?能用别的牌号替代吗?+
K2 是旧牌号,现行 GB/T 14992 对应新牌号 K402,中国 ISC C74020,技术文件中可新旧并列。对应关系上,K2 与俄制 ЭП703、以及 Inconel 713C 方向属同一族,但成分区间并不完全等同,不能直接用 ЭП703 的材料证明书替代验收。K2 与 K3 不可互换:钼钴与铝钛含量不同,组织稳定性与热腐蚀抗力差一档。
K2 的长期使用温度上限是多少?短时能到多少?+
K2 的长期使用温度一般按 950℃ 级考虑,短期瞬时略高于此。相比 K1 的 900℃ 上限有约一档提升,但与 K3 的 1000℃ 级仍有距离。若部件工作温度超过 950℃ 或承力水平要求更高,应改用 K3、K418 这类 γ′ 更高、含钴或含铌的牌号。
K2 的抗氧化和耐热腐蚀表现如何?+
K2 的抗氧化能力属够用级别。铬 10.50%–13.50% 在 950℃ 以下可维持连续氧化膜,但由于钨钼占用了一部分基体资源,长期在 950℃ 以上或含硫燃气中需要配合渗铝或铝硅涂层。含钴牌号 K3 在燃气热腐蚀环境下余量更大。室温耐蚀性与普通镍基合金相当,对一般工业大气和淡水稳定。
K2 供货时是铸态还是热处理态?两种状态差别有多大?+
K2 母合金按铸态供应;精铸件可铸态使用,此时强度来自凝固中析出的 γ′ 相。若需更稳定的长时持久性能,可做 1200℃ 附近固溶加 950℃/860℃ 双级时效,让 γ′ 相重新析出并钉扎晶界。两种状态的差别集中在 800℃ 以上的长时持久寿命,室温强度差别不大,但固溶与时效的批次一致性直接影响叶片寿命分散度。
K2 能供哪些规格和铸件?交期大概多久?+
K2 常备母合金圆棒 Φ70–90 mm,长度不小于 250 mm,精铸件按图纸交付,覆盖空心导向叶片、整铸导向器与机匣耐热件。母合金现货可快速发出,按图精铸件从熔炼、浇注、热处理到检验通常需要三到六周,若需热等静压、射线探伤与第三方复验,周期还要相应延长。
K2 供货随附哪些质量证明文件和检验项目?+
K2 随炉提供材质证明书,含全元素化学成分、力学性能、低倍与高倍组织检验结果,母合金另有 GB/T 8739 规定的缩孔、气孔、裂纹与偏析判据。精铸件应附射线探伤报告、表面缺陷检查记录,需要时提供热等静压工艺与处理后复检数据。第三方复验建议重点测钨、钼与硼,这三项最能反映是否与 K2 成分区间一致。
采购 K2 最容易踩哪些坑?+
采购 K2 最常见的坑是拿 K1 或 K3 冒充,二者虽然同属 K 系列,但钨钼钴铝配比不同、承载温度差一档,混用会直接导致叶片提前失效。第二个坑是只核镍铬而放过钨钼,这两项正是本牌号的成本与性能核心。第三个坑是把铸件按变形件思路排产,忽略铸态余量与表面质量。第四是未索取探伤记录,把带微缩松的件用上导向叶片。验收须逐炉核对全元素表并索取探伤与表面检查记录。
K2 的价格怎么算?下单需要提供哪些信息?+
K2 的价格主要由镍、钨、钼、铝的原料价与铸件复杂度决定,钨钼双料的占比高于普通镍铬件,母合金锭与精铸件的价格结构差别很大。询价请给全牌号(K402 或旧牌号 K2)、形态与规格、件图与数量、是否需要固溶加双级时效、是否要求渗铝涂层与射线探伤、是否需要第三方复验,条件齐备后报价才有可比性。

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
K2UNS 无对应编号 / K402(旧牌号 K2)Ni 余量、Cr 10.50–13.50、Mo 4.50–5.50Rm 以技术协议为准(典型 约 780–1050 MPa(参考区间))母合金锭 / 圆棒、蜡模精铸件(重熔浇注)、定向凝固 / 单晶铸件等航空发动机
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

数据来源:GB/T 14992-2025 表 2 等轴晶铸造高温合金;母合金按 GB/T 25932-2025 与 YB/T 5248 验收。

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数据来源与更新说明

K2 镍基沉淀硬化型等轴晶铸造高温合金(对应现行牌号 K402) 用在什么场景

该牌号常见于航空发动机、工业燃气轮机、增压器与柴油机等场景的关键部件。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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