K23 镍基沉淀硬化型等轴晶铸造高温合金(对应现行牌号 K423) 实拍图
铸造高温合金

K23 镍基沉淀硬化型等轴晶铸造高温合金(对应现行牌号 K423)

UNS 无对应编号 / K423(旧牌号 K23)

K23(现行牌号 K423)是钼含量很高的镍基铸造高温合金,钼 7.60%–9.00% 在镍基铸材中属高配置,铬 14.50%–16.50% 保证抗氧化,铝钛构成 γ′ 相,铪的加入可净化晶界并改善中温塑性。它在 1000℃ 以下具有良好的综合性能与抗冷热疲劳性能,但组织稳定性偏差,在 750℃ 至 900℃ 长期使用时会析出较多片状 σ 相,这一点在选型与验收时必须提前考虑。

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K23(现行牌号 K423)是钼含量很高的镍基铸造高温合金,钼 7.60%–9.00% 在镍基铸材中属高配置,铬 14.50%–16.50% 保证抗氧化,铝钛构成 γ′ 相,铪的加入可净化晶界并改善中温塑性。它在 1000℃ 以下具有良好的综合性能与抗冷热疲劳性能,但组织稳定性偏差,在 750℃ 至 900℃ 长期使用时会析出较多片状 σ 相,这一点在选型与验收时必须提前考虑。

牌号对照
UNS 无对应编号 / K423(旧牌号 K23)
核心成分
Ni 余量、Cr 14.50–16.50、Mo 7.60–9.00、Fe ≤0.50
力学性能
Rm 以技术协议为准(典型 20℃ 约 800 MPa(参考区间))
执行标准
GB/T 14992 等轴晶铸造高温合金表 3;母合金按 GB/T 25932 与 HB 7763 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

K23 的成分设计以钼与铬双高为特征。钼 7.60%–9.00% 溶入 γ 基体引起显著晶格畸变,是本牌号固溶强化的主要来源,同时提供抗蠕变能力;铬 14.50%–16.50% 在表面生成致密的 Cr₂O₃ 膜并提供抗热腐蚀能力;钴 9.00%–10.05% 进一步固溶强化并抑制 TCP 相析出;铝 3.90%–4.40% 与钛 3.40%–3.80% 匹配成 γ′-Ni₃(Al,Ti);硼 0.004%–0.008% 与铪 ≤0.25% 净化并强化晶界,铪同时可改善中温塑性;铌 ≤0.25%、钒 ≤0.05% 为辅助项。铸态组织为 γ 基体加 γ′ 相与晶界碳化物。

K23 在 K 系列内部是钼含量最高的一档,强度与 1000℃ 承载能力突出,但代价是组织稳定性变差:公开资料明确指出该合金在 750℃ 至 900℃ 长期使用时会有大量片状 σ 相析出,这是它最主要的短板。与 K24 相比,K23 的钼更高而钴略低,σ 相倾向也更明显。与变形牌号 GH4169、GH3625 相比,K23 只能铸造成形但可一次铸出整铸导向器这类内腔复杂的静子件。选型时应先确认部件是否落在 750℃ 至 900℃ 的长时区间,若是长期服役需评估 σ 相对持久寿命与塑性的影响。

化学成分(GB/T 14992 等轴晶铸造高温合金表 3;母合金按 GB/T 25932 与 HB 7763 验收)

元素含量规格 %
Ni余量
Cr14.50–16.50
Co9.00–10.05
Mo7.60–9.00
Al3.90–4.40
Ti3.40–3.80
Fe≤0.50
C0.12–0.18
Nb≤0.25
B0.004–0.008
Hf≤0.25
V≤0.05
Mg≤0.005
Mn≤0.50
Si≤0.50
P≤0.015
S≤0.010

物理性能

物理性能数值
密度约 8.0 g/cm³
熔化区间约 1240–1325 ℃
线膨胀系数约 14.2×10⁻⁶/K
硬度铸态约 HRC 37–41

力学性能(母合金铸态;精铸试棒按铸态检验或按合同规定的固溶加时效制度检验,具体以 HB 7763 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20℃ 约 800 MPa(参考区间)
屈服强度 Rp0.2以技术协议为准20℃ 约 800 MPa(参考区间)
延伸率 A以技术协议为准20℃ 约 4.0 %,800℃ 约 11.0 %(参考区间)
硬度以技术协议为准铸态约 HRC 37–41

高温力学性能(典型值)

温度抗拉强度 Rm屈服强度 Rp0.2
20 ℃约 800 MPa(参考区间)约 800 MPa(参考区间)
800 ℃约 675 MPa(参考区间)以标准/质保书为准
1000 ℃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,含空心与实心导向叶片及整铸导向器铸态或按协议热处理
定向凝固 / 单晶铸件按 GJB 5512.2 组织定向凝固柱晶铸件(按合同确认)按 GJB 5512.2 / 5512.3 执行
涡轮叶片 / 机匣 / 导向器 / 阀体导向叶片、整铸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

K23 母合金以铸态供应,随炉提供成分与低倍组织检验结果。铸件可按铸态使用,此时 γ′ 相已在凝固中析出并提供主要强度。若需提升组织均匀性并缓解枝晶偏析,可做固溶处理溶解枝晶间初生 γ′ 相与部分碳化物,再以多级时效让 γ′ 相重新析出到所需尺寸与体积分数。由于本牌号在 750℃ 至 900℃ 区间有 σ 相析出倾向,热处理制度与长时服役温度必须一并评估,固溶温度与保温时间需按铸件壁厚和成分实测定标。固溶环节严禁水淬,无余量精铸件热处理须在真空或氩气保护下进行。

K23 铝 3.90%–4.40%、钛 3.40%–3.80%,γ′ 相含量不低,且铪的加入使晶界状态更为敏感,铸件焊接性偏差,焊缝区易出现热裂纹,熔模精铸件原则上不允许补焊。确需修复时可采用真空钎焊或电子束焊等低热输入工艺,焊料选同成分或成分相近的镍基合金,焊后须通过固溶加时效统一组织。因本牌号本身对组织稳定性敏感,焊补方案的工艺评定要求应高于常规镍基铸材。

采购要点

采购 K23 最容易踩的坑是忽略组织稳定性。公开资料指出该合金在 750℃ 至 900℃ 长期使用会有大量片状 σ 相析出,若部件恰好落在这一区间而技术协议里没有长时时效后的组织检验项,材料交付时完全合格而服役后可能出现持久寿命与塑性双降。第二是漏核钼 7.60%–9.00%,这是本牌号区别于同族的核心指标,钼不足会同时削弱固溶强化与抗蠕变能力。第三是铪与硼这类微量项,铪 ≤0.25%、硼 0.004%–0.008% 对晶界质量与中温塑性影响明显,但化验成本高,最容易被替代料做手脚。成分验收建议重点测钼、铬、钴三项与铪、硼两项微量。

选型问答

K23 常见提问的直接回答

K23 是什么材料?主要成分和性能特点是什么?

K23 的成分设计以钼与铬双高为特征。

K23 怎么选?与 K2 镍基沉淀硬化型等轴晶铸造高温合金(对应现行牌号 K402) 的区别在哪里?

K23 与 K24、K18 的差别主要在钼与钴的配置。K23 钼 7.60%–9.00%、钴 9.00%–10.05%、铬 14.50%–16.50%,强度与抗氧化都占优,但 750℃ 至 900℃ 长期使用会有较多片状 σ 相析出;K24 走高铝钛路线,铝 5.00%–5.70%、钛 4.20%–4.70%,γ′ 相更稳定、组织稳定性更好;K18 铬 11.50%–13.50%、完全无钴,经济性最好而承温低一档。对比变形牌号 GH4169、GH3625,K23 只能铸造成形,但可一次铸出整铸导向器这类内腔复杂的静子件,变形合金则完全做不到。

K23 价格多少?多久交货?能否定制?

K23 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 K23?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 K23 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 等轴晶铸造高温合金表 3;母合金按 GB/T 25932 与 HB 7763 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 K23 棒材、板材、无缝管、锻件等形态,欢迎按上述要点对样验厂。

K23 的密度是多少?执行什么标准?

K23 的密度约为 约 8.0 g/cm³(详见本页物理参数表)。执行标准主要为 GB/T 14992 等轴晶铸造高温合金表 3;母合金按 GB/T 25932 与 HB 7763 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

K23 常见问题

K23 与 K24、K18 怎么选?和变形牌号 GH3625、GH4169 差在哪里?+
K23 与 K24、K18 的差别主要在钼与钴的配置。K23 钼 7.60%–9.00%、钴 9.00%–10.05%、铬 14.50%–16.50%,强度与抗氧化都占优,但 750℃ 至 900℃ 长期使用会有较多片状 σ 相析出;K24 走高铝钛路线,铝 5.00%–5.70%、钛 4.20%–4.70%,γ′ 相更稳定、组织稳定性更好;K18 铬 11.50%–13.50%、完全无钴,经济性最好而承温低一档。对比变形牌号 GH4169、GH3625,K23 只能铸造成形,但可一次铸出整铸导向器这类内腔复杂的静子件,变形合金则完全做不到。
K23 对应哪个国家标准牌号?能用别的牌号替代吗?+
K23 是旧牌号,现行 GB/T 14992 对应新牌号 K423,中国 ISC C74230,技术文件可新旧并列使用。相近国外牌号为英国 C1023,成分体系相近但区间不完全等同,验收仍须按 GB/T 14992 的 K423 成分区间执行。K23 与 K24 不可互换,二者铝钛与钼的配置不同,长时组织稳定性差异明显。
K23 的长期使用温度上限是多少?短时能到多少?+
K23 的长期使用温度上限约 1000℃,短时瞬时可达 1000℃ 以上级别,属高承温一档。但实际可用温度受组织稳定性制约明显:在 750℃ 至 900℃ 长期使用会有较多片状 σ 相析出,因此对长寿命承力件应按 750℃ 以下的稳妥区间设计,或改用组织稳定性更好的 K24 一类材料。
K23 的抗氧化和耐热腐蚀表现如何?+
K23 的抗氧化与耐热腐蚀表现是它的强项。铬 14.50%–16.50% 形成连续致密的 Cr₂O₃ 膜,1000℃ 以下氧化增重可控,在含硫燃气中的热腐蚀裕度也优于低铬牌号,适合直接暴露于燃气的导向器与整铸导向器。室温耐蚀性为镍基正常水平。真正的短板在组织稳定性而非腐蚀,这一点常被采购方忽略。
K23 供货时是铸态还是热处理态?两种状态差别有多大?+
K23 母合金按铸态供应;铸件可按铸态使用,强度来自凝固中析出的 γ′ 相。若需组织更均匀与长时性能更稳定,可做固溶加多级时效处理。两个状态的差别除 γ′ 相尺寸均匀性外,还直接关系到后续长期时效中 σ 相的析出数量与分布,因此长寿命件应把状态与制度一并写进订单。
K23 能供哪些规格和铸件?交期大概多久?+
K23 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,覆盖空心与实心导向叶片、整铸导向器与机匣耐热件。母合金现货可快速发出,按图精铸件从熔炼到浇注、热处理与检验通常需要三到六周,铪这类微量元素的加入对熔炼控制与成分均匀性提出更高要求,批量件的排产难度略大于常规牌号。
K23 供货随附哪些质量证明文件和检验项目?+
K23 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与表面缺陷检查记录,需热等静压的另附 HIP 工艺与处理后复检数据。第三方复验建议重点测钼、铬、钴三项与铪、硼两项微量,并建议按需补充长时时效后的组织检验以核对 σ 相析出情况。
采购 K23 最容易踩哪些坑?+
采购 K23 最常见的坑是三个。一是只做成分与室温力学检验,不做长时时效后的组织检验,而本牌号恰好在 750℃ 至 900℃ 有片状 σ 相析出倾向,隐患会在服役中暴露。二是用错牌号,K23 与 K24 的铝钛配置不同,混用会同时影响强度与组织稳定性。三是把铪与硼当作可省略项,这两项对晶界质量与中温塑性影响明显而化验成本低,是替代料最常动手的地方。
K23 的价格怎么算?下单需要提供哪些信息?+
K23 的价格主要由镍、铬、钼、钴四种元素决定,其中钼 7.60%–9.00% 与钴 9.00%–10.05% 合计占比很高,原材料成本高于 K18 一类的无钴无钴牌号;铪作为稀有金属会进一步提高熔炼与检测成本。精铸件价格还随成形复杂度与热处理制度变化。询价请给全牌号、形态与规格、件图与数量、交货状态、是否需要长时组织检验与第三方复验,以便做同口径比较。

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
K23UNS 无对应编号 / K423(旧牌号 K23)Ni 余量、Cr 14.50–16.50、Mo 7.60–9.00Rm 以技术协议为准(典型 20℃ 约 800 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 等轴晶铸造高温合金表 3;母合金按 GB/T 25932 与 HB 7763 验收。

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K23 镍基沉淀硬化型等轴晶铸造高温合金(对应现行牌号 K423) 用在什么场景

该牌号常见于航空发动机、工业燃气轮机、舰船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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