K45 镍基等轴晶铸造高温合金 实拍图
铸造高温合金

K45 镍基等轴晶铸造高温合金

K45 / GB/T 14985 铸造高温合金牌号

K45 是高 γ′ 含量的镍基等轴晶铸造合金,公开实测成分含 Cr 14.15%、Co 10.07%、Ta 4.86%、Al 4.02%,γ′ 相体积分数超 60%,耐热腐蚀优异,定位是工业燃机高压涡轮工作叶片。公开标准制度为固溶 1120℃×2 h 空冷加 850℃×24 h 空冷。宝昭实业

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直接回答

K45 是高 γ′ 含量的镍基等轴晶铸造合金,公开实测成分含 Cr 14.15%、Co 10.07%、Ta 4.86%、Al 4.02%,γ′ 相体积分数超 60%,耐热腐蚀优异,定位是工业燃机高压涡轮工作叶片。公开标准制度为固溶 1120℃×2 h 空冷加 850℃×24 h 空冷。宝昭实业

牌号对照
K45 / GB/T 14985 铸造高温合金牌号
核心成分
Ni 余量、Cr 约 14.15、Mo 约 1.55、Ti 约 2.62
力学性能
Rm 以炉号材质证明书为准(典型 族内参考 900–1100 MPa)
执行标准
GB/T 14985 / GB/T 14992(下列为公开文献实测成分,批次以材质证明书为准)
交货形态
母合金锭、精铸棒与试棒、精密铸件等
典型应用
工业燃气轮机

牌号对照与材料概述

K45 是国内自主发展起来的镍基沉淀硬化型等轴晶铸造高温合金,典型用途为工业燃气轮机三、四级工作叶片。公开研究实测成分为 C 0.094%、Cr 14.15%、Co 10.07%、W 4.24%、Mo 1.55%、Ta 4.86%、Ti 2.62%、Al 4.02%、B 0.029%、Zr 0.026%、Ni 余量。铬钴较高带来优异耐热腐蚀性,铝钛总量约 6.6% 使 γ′ 相体积分数超过 60%。

与 K44 相比,K45 的铬略低而钽明显更高,γ′ 体积分数更大,中温蠕变强度占优但耐热腐蚀余量与成本不同;与 K47 相比,K45 不含铪,合金化程度与 γ′ 含量都低一档。公开热处理研究给出 1120℃×2 h 空冷加 850℃×24 h 空冷,固溶温度在 1050~1300℃ 区间内硬度先升后于 1250℃ 达峰值,时效温度 730~880℃ 以 880℃×16 h 效果最佳。

化学成分(GB/T 14985 / GB/T 14992(下列为公开文献实测成分,批次以材质证明书为准))

元素含量规格 %
C约 0.094
Cr约 14.15
Ni余量
Co约 10.07
W约 4.24
Mo约 1.55
Ta约 4.86
Ti约 2.62
Al约 4.02
B约 0.029
Zr约 0.026

物理性能

物理性能数值
密度约 8.3 g/cm³
熔化区间约 1300–1360 ℃(族内参考)
线膨胀系数约 14×10⁻⁶/K(族内参考)
弹性模量约 205 GPa(族内参考)

力学性能(真空感应熔炼母合金+真空重熔精铸,固溶+时效态(HB 7763 检验))

力学性能标准最小值典型值
抗拉强度 Rm以炉号材质证明书为准族内参考 900–1100 MPa
屈服强度 Rp0.2以炉号材质证明书为准族内参考 700–900 MPa
延伸率 A以炉号材质证明书为准族内参考 3–8 %

高温力学性能(典型值)

温度抗拉强度 Rm屈服强度 Rp0.2
20 ℃以材质证明书为准族内参考 900–1100 MPa
800 ℃以材质证明书为准族内参考 550–700 MPa
900 ℃以材质证明书为准持久与热疲劳考核温区

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Φ50-100 mm 圆锭或方锭铸态
精铸棒与试棒按图定尺铸态或固溶态
精密铸件高压涡轮工作叶片固溶+时效
定向凝固铸件柱晶叶片固溶+时效

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
牌号与成分GB/T 14985、GB/T 14992
母合金GB/T 25932、HB 7763、GJB 5512.1
铸件GB/T 18432
热处理HB/Z 140

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

公开研究给出的标准制度为固溶 1120℃×2 h 空冷加时效 850℃×24 h 空冷。固溶温度在 1050~1300℃ 区间扫描时硬度先随温度升高而上升,1250℃ 达峰值后回落;固溶保温 1.5 h 使 γ′ 析出尺寸更细小弥散,硬度提高,冷却方式对比中空冷后会有少量 γ′ 析出,时效中长大导致硬度偏低,油冷效果与空冷相当。水冷会引发表面宏观裂纹,应避免。时效温度在 730~880℃ 递增时强化相与 M₂₃C₆ 数量增加,880℃ 硬度最高;超过 920℃ 后 γ′ 聚集长大导致硬度下降;时效 16 h 硬度达到最佳,20 h 以上开始粗化。

K45 的 γ′ 体积分数超过 60%,热裂纹敏感性较高,常规现场焊接修补难度大。若主机厂允许叶片修复,应采用同体系的镍基焊材并做专门的焊接工艺评定,严格限制热输入与层间温度,焊后重新执行固溶加时效并复验热疲劳。是否允许焊修及焊后处理流程须在技术条件中明确。

采购要点

买 K45 要注意三点:一是钽含量是关键差异,公开实测约 4.86%,与无钽方案成本与碳化物行为都不同,验收应明确钽下限;二是固溶温度与时效温度窗口窄,1250℃ 以上或 920℃ 以上都会掉硬度,热处理必须由供方在受控工艺下完成;三是铸件组织中 γ/γ′ 共晶与 MC 碳化物分布决定蠕变寿命,验收应加金相照片与晶粒度。订货时把成分区间、热处理制度、晶粒度与随炉文件一并写清。

选型问答

K45 常见提问的直接回答

K45 是什么材料?主要成分和性能特点是什么?

K45 是国内自主发展起来的镍基沉淀硬化型等轴晶铸造高温合金,典型用途为工业燃气轮机三、四级工作叶片。

K45 怎么选?与 K4 早期编号镍基等轴晶铸造高温合金(未在现行国标牌号表单独登记) 的区别在哪里?

三者同为高 γ′ 含量的镍基等轴晶铸造合金。K45 的铬约 14.15%、钴约 10.07%、含钽约 4.86%,γ′ 体积分数超 60%,中温蠕变强度与热疲劳表现突出,定位是工业燃机高压涡轮工作叶片。K44 是 900℃ 以下高铬耐热腐蚀型,混合盐 900℃×300 h 腐蚀速率 0.08 mg 明显更优,定位同样是涡轮工作叶片但更偏耐腐蚀。K47 含铪、对标 MAR-M247,合金化程度最高,适合 1000℃ 级导向与整铸件。高温高应力且腐蚀不苛刻选 K45,腐蚀恶劣选 K44,1000℃ 级选 K47。

K45 价格多少?多久交货?能否定制?

K45 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 K45?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 K45 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 14985 / GB/T 14992(下列为公开文献实测成分,批次以材质证明书为准) 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 K45 棒材、板材、无缝管、锻件等形态,欢迎按上述要点对样验厂。

K45 的密度是多少?执行什么标准?

K45 的密度约为 约 8.3 g/cm³(详见本页物理参数表)。执行标准主要为 GB/T 14985 / GB/T 14992(下列为公开文献实测成分,批次以材质证明书为准),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

K45 常见问题

K45 与 K44、K47 怎么选?+
三者同为高 γ′ 含量的镍基等轴晶铸造合金。K45 的铬约 14.15%、钴约 10.07%、含钽约 4.86%,γ′ 体积分数超 60%,中温蠕变强度与热疲劳表现突出,定位是工业燃机高压涡轮工作叶片。K44 是 900℃ 以下高铬耐热腐蚀型,混合盐 900℃×300 h 腐蚀速率 0.08 mg 明显更优,定位同样是涡轮工作叶片但更偏耐腐蚀。K47 含铪、对标 MAR-M247,合金化程度最高,适合 1000℃ 级导向与整铸件。高温高应力且腐蚀不苛刻选 K45,腐蚀恶劣选 K44,1000℃ 级选 K47。
K45 对应哪些国标与相近牌号?+
K45 属 GB/T 14985《铸造高温合金牌号及规范》收录的等轴晶铸造高温合金,牌号分类依 GB/T 14992,产品按 GB/T 18432 验收,母合金按 GB/T 25932 与 HB 7763。与早期 K1、K2、K3 等通用型牌号成分区间不同,不能互换;与变形牌号 GH4169 相比,K45 的 γ′ 含量与高温强度上限更高,但焊接性、切削加工性与批料一致性不如变形合金。
K45 的使用温度上限是多少?+
公开研究以 800~900℃ 与室温之间循环的热疲劳试验来考核该合金,说明其主要温区在 800~900℃;与 K44 同属 900℃ 以下的等轴晶体系。若需 950℃ 以上长期服役,应转向含铪高合金化的 K47 一类或定向凝固柱晶方案,具体须以 GB/T 14985 与主机厂技术条件核定。
K45 的耐蚀与抗氧化表现如何?+
高铬约 14.15% 与高钴约 10.07% 带来良好耐热腐蚀与抗氧化能力,钽进一步稳定固溶与氧化膜。热疲劳试验中主裂纹自缺口萌生、沿晶界扩展,二次裂纹穿晶扩展,说明晶界与碳化物状态是寿命短板,工程上应配合渗铝或涂层并严格控制固溶时效制度。
K45 的铸态、固溶态与固溶加时效态差别在哪?+
铸态为枝晶加花瓣状 γ/γ′ 共晶与晶内晶界 MC 碳化物,仅适合作重熔母合金。固溶态溶掉粗大 γ′ 与共晶并使碳化物部分溶解,得到均匀基体。固溶加时效态为标准交付态,γ′ 析出到细小弥散尺寸,硬度与蠕变寿命最佳。研究显示固溶 1250℃ 硬度峰值、时效 880℃×16 h 硬度最高,是制度窗口的边界,工艺须受控。
K45 能供哪些规格,交期多久?+
常规为 Φ50-100 mm 母合金圆锭或方锭、按图定尺精铸棒与浇注试棒、高压涡轮工作叶片精密铸件、定向凝固柱晶叶片。母合金备货较快;含复杂内腔的薄壁叶片、定向凝固件与需热等静压致密化的件按工艺排产,交期以商务确认为准。
随货需要提供哪些质量证明文件?+
随炉提供材质证明书,含炉号、化学成分实测值(重点核对钽、铪、硼)、室温与高温拉伸、持久与蠕变数据、热处理全曲线记录、晶粒度评级与金相照片;母合金补交熔炼路线与氧氮含量;铸件按 GB/T 18432 与 HB 7763 补交射线或超声、荧光渗透报告。航空件还需批次追溯与电子空位数核算。
采购 K45 最容易踩哪些坑?+
一是钽含量与牌号口径不清,混购含钽与无钽方案;二是固溶时效温度窗口窄,供方按普通等轴晶制度处理导致硬度与寿命不达标;三是只写牌号不写交货状态与晶粒度;四是低价采购未做真空感应熔炼的母合金;五是忽略电子空位数核算。把这几项写进合同与技术协议即可显著降低争议。
K45 怎么订货,价格受什么影响?+
订货请给牌号、GB/T 14985 或企业技术条件、铸件类别、交货状态、规格尺寸、成分区间(特别是钽、铪、硼)、晶粒度与检验项目、随炉文件格式,并附图纸。价格主要随镍铬钴钨钼原料价格、钽铪等贵重元素用量、铸件尺寸壁厚、热处理制度、是否定向凝固或热等静压以及单炉批量浮动。宝昭实业可先出技术确认单再报价。

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
K45K45 / GB/T 14985 铸造高温合金牌号Ni 余量、Cr 约 14.15、Mo 约 1.55Rm 以炉号材质证明书为准(典型 族内参考 900–1100 MPa)母合金锭、精铸棒与试棒、精密铸件等工业燃气轮机
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 14985 / GB/T 14992(下列为公开文献实测成分,批次以材质证明书为准)。

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数据来源与更新说明

K45 镍基等轴晶铸造高温合金 用在什么场景

该牌号常见于工业燃气轮机、重型燃气轮机、航空发动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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