
UNS N07041 方向 / K441(旧牌号 K41、M41)
K41(现行牌号 K441)是典型的低偏析高钨镍基铸造高温合金,钨 12.00%–15.00% 提供主要固溶强化,铬 15.00%–17.00% 提供抗氧化,碳压到 0.02%–0.10% 的低水平以抑制偏析与晶界碳化物析出。它的力学性能与钴基 X40 相当而焊接工艺性更好,适合 1050℃ 的燃气涡轮导向叶片及其他承受高温的零部件,主要弱点是含钨量高带来密度偏大。
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K41(现行牌号 K441)是典型的低偏析高钨镍基铸造高温合金,钨 12.00%–15.00% 提供主要固溶强化,铬 15.00%–17.00% 提供抗氧化,碳压到 0.02%–0.10% 的低水平以抑制偏析与晶界碳化物析出。它的力学性能与钴基 X40 相当而焊接工艺性更好,适合 1050℃ 的燃气涡轮导向叶片及其他承受高温的零部件,主要弱点是含钨量高带来密度偏大。
K41 的成分设计围绕低偏析与高钨展开。钨 12.00%–15.00% 溶入 γ 基体引起显著晶格畸变,是本牌号的主要固溶强化来源,同时提供抗蠕变能力,但高钨也使密度偏大;铬 15.00%–17.00% 在表面形成连续的 Cr₂O₃ 膜并提供抗热腐蚀能力;钼 1.50%–3.00% 辅助固溶强化;铝 3.10%–4.00% 析出 γ′ 相并贡献辅助抗氧化;碳刻意压低到 0.02%–0.10%,以减少凝固过程中的枝晶偏析与晶界碳化物数量,这正是低偏析设计的关键;硼 0.001%–0.010% 与锆 ≤0.050% 微量添加用于净化并强化晶界。铸态组织为 γ 基体加弥散 γ′ 相与少量晶界碳化物。
K41 在 K 系列内部是等轴晶铸材里承温最高的一档,定位 1050℃ 导向叶片,与 K38 的 900℃ 级形成清晰分工:K38 靠铬与钽换抗热腐蚀,K41 靠钨与低偏析换承温与长时强度。与变形牌号 GH4169、GH3625 相比,K41 只能铸造成形,不可锻轧,但它的应用方向是薄壁复杂导向叶片,变形合金在这一类零件上既做不出几何形状也达不到承温。需要注意的是低偏析设计对熔炼与浇注工艺的控制要求高于常规牌号,母合金重熔次数、浇注温度与熔体过热处理都直接影响晶界碳化物形态与室温塑性,实务中应把这些工艺参数纳入技术协议。
| 元素 | 含量规格 % |
|---|---|
| Ni | 余量 |
| Cr | 15.00–17.00 |
| W | 12.00–15.00 |
| Mo | 1.50–3.00 |
| Al | 3.10–4.00 |
| C | 0.02–0.10 |
| B | 0.001–0.010 |
| Zr | ≤0.050 |
| P | ≤0.015 |
| S | ≤0.010 |
| 物理性能 | 数值 |
|---|---|
| 密度 | 约 8.8 g/cm³,含钨量高故密度偏大 |
| 熔化区间 | 以炉号材质证明书为准 |
| 线膨胀系数 | 以炉号材质证明书为准 |
| 磁性 | 无(奥氏体组织) |
| 力学性能 | 标准最小值 | 典型值 |
|---|---|---|
| 抗拉强度 Rm | 以技术协议为准 | 以炉号材质证明书为准 |
| 屈服强度 Rp0.2 | 以技术协议为准 | 以炉号材质证明书为准 |
| 延伸率 A | 以技术协议为准 | 以炉号材质证明书为准 |
| 硬度 | 以技术协议为准 | 以炉号材质证明书为准 |
| 温度 | 抗拉强度 Rm | 屈服强度 Rp0.2 |
|---|---|---|
| 20 ℃ | 以炉号材质证明书为准 | 以炉号材质证明书为准 |
| 950 ℃ | 以标准/质保书为准 | 以标准/质保书为准 |
| 1050 ℃ | 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 | 规格范围 | 状态 |
|---|---|---|
| 母合金锭 / 圆棒 | Φ70–90 mm 圆棒,长度不小于 250 mm(按合同确认) | 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 1050℃ 级燃气涡轮导向叶片 | 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 | 燃气涡轮导向叶片与高温承力精铸件 | 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。
| 产品形态 | ASTM | ASME | 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》 |
| 牌号与成分 | — | — | GB/T 14992 等轴晶铸造高温合金表 3 |
| 低偏析母合金 | — | — | Q/KJ.J02.01-1994 |
| 母合金交付 | — | — | YB/T 5248-1993《铸造高温合金母合金》 |
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。
K41 母合金以铸态供应,随炉提供成分与低倍检验结果,铸件一般按铸态使用。低偏析设计使其热处理制度相对宽松,但精铸叶片的热等静压与热处理对性能影响显著。公开研究指出改变精铸的型壳涂制与型芯工艺,并对高温熔体做过热处理,可改善铸件的铸造裂纹与磨削裂纹,把合格率提高到六成左右。熔体处理还能改善晶界碳化物分布状态,降低热裂倾向并提高室温强度与瞬时拉伸塑性。因此建议在技术协议中明确熔体过热处理与型芯工艺要求,并写入母合金重熔次数上限。
K41 的焊接工艺性优于钴基 X40,这是它相对同类承温材料的一处实用优势,公开资料也把较好的焊接工艺性列为特点之一。实际修复一般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,焊后按合同规定的固溶加时效制度恢复组织。由于本牌号碳含量低、γ′ 相量由铝单独承担,焊后组织的长期稳定性需单独确认,不宜套用母材的检验结论。
采购 K41 最易踩三个坑。第一,把低偏析当成普通牌号对待,低偏析是本牌号的技术核心,碳 0.02%–0.10% 与重熔次数、熔体过热处理直接相关,母合金若多次重熔或熔体未处理,晶界碳化物会大量析出,室温塑性与持久强度同时下降,而这一点从外观与成分表看不出来。第二,只看钨含量高低不看区间上限,钨 12.00%–15.00% 既是主要强化来源也是密度偏大的原因。第三,混淆 K441 与 K414,前者是低偏析高钨型,后者在部分资料中沿用相近编号但成分体系不同,采购文件须写清新牌号与中国 ISC 编号以便核对。
K41 的成分设计围绕低偏析与高钨展开。
K41 与 K38、K18 的差别在承温与抗热腐蚀之间的取舍。K41 铬 15.00%–17.00%、钨 12.00%–15.00%,靠低偏析设计与高钨固溶强化把承温推到 1050℃ 导向叶片方向,力学性能与钴基 X40 相当但焊接性更好,代价是密度约 8.8 g/cm³ 偏大;K38 靠铬与钽把抗热腐蚀做到最好一档而承温在 900℃ 以下;K18 无钴无钽,900℃ 以下通用且经济性最好。对比变形牌号 GH4169、GH3625,K41 只能铸造成形,但薄壁复杂导向叶片这类零件变形合金既做不出几何形状也达不到承温。
K41 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 K41 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 与 Q/KJ.J02.01-1994;母合金按 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 K41 棒材、板材、无缝管、锻件等形态,欢迎按上述要点对样验厂。
K41 的密度约为 约 8.8 g/cm³,含钨量高故密度偏大(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 与 Q/KJ.J02.01-1994;母合金按 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。
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 |
|---|---|---|---|---|---|
| K41 | UNS N07041 方向 / K441(旧牌号 K41、M41) | Ni 余量、Cr 15.00–17.00、Mo 1.50–3.00 | Rm 以技术协议为准(典型 以炉号材质证明书为准) | 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 100 | UNS N13100 / K417 | Ni 余量(约 61)、Cr 8.5–9.5、Mo 2.5–3.5 | Rm 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 706 | UNS N09706 / 国标 GH2706(变形对应) | Cr 14.5–17.5、Fe 余量、Ti 1.50–2.00 | Rm ≥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 783 | UNS R30783(铸造)/ GH6783(变形) | Ni 26.0–30.0、Cr 2.50–3.50、Fe 24.0–27.0 | Rm 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 792 | UNS N07792 / GH792 | Ni 余量(约 58–65)、Cr 12.0–14.0、Mo 1.5–2.5 | Rm 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 与 Q/KJ.J02.01-1994;母合金按 YB/T 5248 验收。
该牌号常见于航空发动机、工业燃气轮机、石化与冶金装备等场景的关键部件。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。