K47 镍基等轴晶铸造高温合金(含铪,对标 MAR-M247) 实拍图
铸造高温合金

K47 镍基等轴晶铸造高温合金(含铪,对标 MAR-M247)

K47 / 国标新牌号 K447A / 相近牌号 MAR-M247

K47(国标 K447A)是高合金化量的镍基等轴晶铸造合金,对标 MAR-M247。铝钛钽铪形成 γ′ 相且体积分数 60% 以上,1000℃ 以上综合性能好,但铬仅约 8%,耐热腐蚀弱、必须配涂层防护。既能熔模精铸整铸件,也能做定向柱晶。宝昭实业

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K47(国标 K447A)是高合金化量的镍基等轴晶铸造合金,对标 MAR-M247。铝钛钽铪形成 γ′ 相且体积分数 60% 以上,1000℃ 以上综合性能好,但铬仅约 8%,耐热腐蚀弱、必须配涂层防护。既能熔模精铸整铸件,也能做定向柱晶。宝昭实业

牌号对照
K47 / 国标新牌号 K447A / 相近牌号 MAR-M247
核心成分
Ni 余量、Cr 8.00–8.80、Mo 0.50–0.80、Fe ≤0.50
力学性能
Rm 室温 ≥814 MPa(典型 814–1210 MPa)
执行标准
GB/T 14992 / 国标《铸造高温合金 母合金 等轴晶》编制说明(批次以炉号材质证明书为准)
交货形态
母合金锭、精铸棒与试棒、精密铸件等
典型应用
航空发动机

牌号对照与材料概述

K47 在 GB/T 14992 牌号体系中对应新牌号 K447A,是典型的复杂合金化镍基等轴晶铸造高温合金。设计上有三条主线:一是以铝、钛、钽、铪形成 γ′ 相,铝钛合计 5.30%–6.60%、钽 2.80%–3.30%、铪 1.20%–1.60%,使强化相体积分数达 60% 以上且在 1000℃ 以上仍稳定;二是以钨 9.50%–10.50%、钼 0.50%–0.80%、钴 9.00%–11.00% 做基体固溶强化;三是靠硼与锆净化并钉扎晶界。

在 K 序列内部,K47 的定位是承温能力最高的一档等轴晶合金:它比 K52 高一个量级的难熔元素含量,铬只有 8% 上下,抗氧化与耐热腐蚀不是长项,换来的是 1000℃ 以上的蠕变与持久强度;与同族的 K44 相比,K47 的铪、钽、钴都更高而铬更低,铬低意味着在含硫燃气或海洋盐雾中需要靠渗铝、MCrAlY 涂层补足防护;与变形牌号 GH4169 相比,承温上限更高,但塑性与焊接性明显更差。

化学成分(GB/T 14992 / 国标《铸造高温合金 母合金 等轴晶》编制说明(批次以炉号材质证明书为准))

元素含量规格 %
C0.13–0.17
Cr8.00–8.80
Ni余量
Co9.00–11.00
W9.50–10.50
Mo0.50–0.80
Al5.30–5.70
Ti0.90–1.20
Ta2.80–3.30
Hf1.20–1.60
Fe≤0.50
Zr0.03–0.08
B0.01–0.02
Nb未列入公开成分表

物理性能

物理性能数值
密度约 8.8 g/cm³
熔化区间约 1350–1400 ℃
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(固溶+时效态(母合金按 GB/T 25932,精铸件按 GB/T 18432 检验))

力学性能标准最小值典型值
抗拉强度 Rm室温 ≥814 MPa814–1210 MPa
屈服强度 Rp0.2室温 ≥759 MPa759–960 MPa
延伸率 A室温 ≥3 %3–13.5 %

高温力学性能(典型值)

温度抗拉强度 Rm屈服强度 Rp0.2
760 ℃≥724 MPa724–750 MPa
980 ℃≥200 MPa持久 50 h
982 ℃≥210 MPa持久 30 h

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
精密铸件涡轮叶片、导向器、机匣固溶+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

K47 采用固溶加多级时效的典型等轴晶热处理路线。母合金先做均匀化退火以减轻枝晶偏析,随后按固溶制度保温使 γ′ 相完全溶解、一次碳化物部分溶解并快速冷却,再做多级时效使 γ′ 相析出到目标尺寸与体积分数。国标编制说明给出的试样制度为 870℃ 保温 20 h 空冷,其余固溶温度与时效级数以 HB/Z 140 及主机厂技术条件为准。铪与钽含量高,固溶温度选择要防止晶界碳化物连续化;铪含量高又要求精确控制,避免低熔点共晶在枝晶间残留。

K47 的 γ′ 相体积分数超过 60%,热裂纹敏感性高,常规现场补焊难度大。若主机厂允许叶片修复,应采用同体系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,焊后重新固溶加时效并复验热疲劳。是否允许焊修以及焊后热处理流程须在产品技术条件中明确,铸造叶片通常按不允许焊修交付。

采购要点

买 K47 有三点必须写进合同:一是铪、钽、钴要给出下限而不是只给上限,这三个元素是它与同族牌号拉开差距的地方,只写上限等于允许供方用低合金化量的料交付;二是要区分等轴晶与定向柱晶两种供货形态,两者验收项目和晶粒度要求不同;三是批次成分一律以炉号材质证明书为准。订货时把牌号、国标新牌号 K447A、铸件类别、交货状态、热处理制度、检验项目与随炉文件格式一次写清。

选型问答

K47 常见提问的直接回答

K47 是什么材料?主要成分和性能特点是什么?

K47 在 GB/T 14992 牌号体系中对应新牌号 K447A,是典型的复杂合金化镍基等轴晶铸造高温合金。

K47 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?

三者同属镍基等轴晶铸造高温合金,承温档次依次拉开。K47 铬只有 8% 上下而钨钽铪钴都最高,γ′ 相体积分数 60% 以上,1000℃ 以上仍有可用强度,是承温最高的一档,代价是耐热腐蚀不如高铬牌号;K52(国标 K452)铬 20%~21.8%、钴钨钼合计 15%,950℃ 以下使用,耐热腐蚀明显优于 K438 与 IN738,性价比更好,是燃气轮机导向叶片的常规选择;K44(国标 K444)铬 15.4%~16.3% 且含铪 0.2%~0.4%,低碳高硼,900℃ 以下工作,混合盐 900℃×300 h 平均腐蚀速率仅 0.08 mg,抗热腐蚀是三者的强项。1000℃ 以上承力选 K47,含硫燃气或海洋环境选 K44 或 K52,需涂层防护的高强部件才选 K47。

K47 价格多少?多久交货?能否定制?

K47 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 K47?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 K47 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 / 国标《铸造高温合金 母合金 等轴晶》编制说明(批次以炉号材质证明书为准) 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 K47 棒材、板材、无缝管、锻件等形态,欢迎按上述要点对样验厂。

K47 的密度是多少?执行什么标准?

K47 的密度约为 约 8.8 g/cm³(详见本页物理参数表)。执行标准主要为 GB/T 14992 / 国标《铸造高温合金 母合金 等轴晶》编制说明(批次以炉号材质证明书为准),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

K47 常见问题

K47 与 K52、K44 怎么选?+
三者同属镍基等轴晶铸造高温合金,承温档次依次拉开。K47 铬只有 8% 上下而钨钽铪钴都最高,γ′ 相体积分数 60% 以上,1000℃ 以上仍有可用强度,是承温最高的一档,代价是耐热腐蚀不如高铬牌号;K52(国标 K452)铬 20%~21.8%、钴钨钼合计 15%,950℃ 以下使用,耐热腐蚀明显优于 K438 与 IN738,性价比更好,是燃气轮机导向叶片的常规选择;K44(国标 K444)铬 15.4%~16.3% 且含铪 0.2%~0.4%,低碳高硼,900℃ 以下工作,混合盐 900℃×300 h 平均腐蚀速率仅 0.08 mg,抗热腐蚀是三者的强项。1000℃ 以上承力选 K47,含硫燃气或海洋环境选 K44 或 K52,需涂层防护的高强部件才选 K47。
K47 对应哪些国标与相近牌号?+
K47 在 GB/T 14992 牌号体系中的新牌号是 K447A,对应中国 ISC C84471;相近牌号为美国 MAR-M247。国内同类牌号还有 K452(K52)、K444(K44)等同族等轴晶合金,但成分区间不同,不能互相替代。与变形牌号 GH4169 相比,K47 是铸造型,γ′ 相体积分数与难熔元素总量都高,承温上限更高,而塑性、焊接性和批料一致性明显不如变形合金。
K47 的使用温度上限是多少?+
公开资料给出的可用区间是 1000℃ 以上综合性能良好,短时可达 1050℃ 量级;国标编制说明给出的持久与拉伸考核点覆盖 760℃、980℃ 与 982℃,其中 982℃、210 MPa 断裂时间不低于 30 h,980℃、200 MPa 不低于 50 h。1000℃ 以上长期服役属短时与瞬时范畴,长期使用温度上限应以主机厂技术条件为准,订货时把长期与短时两个上限分别写明。
K47 的耐蚀与抗氧化表现如何?+
K47 的铬含量只有 8.00%~8.80%,抗氧化主要靠铝形成的 Al₂O₃ 膜与铪、钽对 γ′ 相的稳定作用,在 1000℃ 空气中仍属良好,但耐含硫燃气与海洋盐雾的热腐蚀能力弱于高铬的 K44、K52。这一档牌号在服役中通常要配渗铝、渗铝铬或 MCrAlY 类涂层,评估时应把涂层与基体高温强度一起校核,而不是只看母合金成分。
K47 的铸态、固溶态与固溶加时效态差别在哪?+
铸态保留枝晶骨架与粗大 γ′ 相及 γ/γ′ 共晶,性能离散度大,只适合作重熔母合金或非关键毛坯。固溶态溶掉 γ′ 与部分碳化物,得到均匀奥氏体基体,用于切割前的中间态或后续时效。固溶加时效态是成品热端件的标准状态,γ′ 析出到规定尺寸与体积分数后高温强度、蠕变抗力和长期组织稳定性才达到设计值。采购时务必写明交货状态,否则同一牌号会给出完全不同的验收结果。
K47 能供哪些规格,交期多久?+
常见供货形态为 Φ50-100 mm 母合金圆锭或方锭(铸态)、按图定尺的精铸棒与浇注试棒、涡轮导向结构件与机匣类精密铸件、定向凝固柱晶叶片坯料。母合金常规规格备货较快;复杂薄壁空心件、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?+
随炉应提供材质证明书,含炉号、化学成分实测值、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;母合金另需提供熔炼工艺路线说明与氧氮含量数据;铸件按 GB/T 18432 与 HB 7763 补充射线或超声、荧光渗透等无损检测记录。含铪牌号还需核对铪的实测值,因为铪直接决定中温塑性与焊接工艺评定结论。航空件另需批次追溯与电子空位数核算记录。
采购 K47 最容易踩哪些坑?+
一是只写牌号不写国标新牌号 K447A,收到以 K452 或 K444 成分冒充的货;二是铪、钽、钴只给上限不设下限,低合金化量的料照样合格却装不上;三是把等轴晶件当定向柱晶件验收,晶粒度与持久性能口径完全不同;四是低价采购未做真空感应熔炼的母合金,气体与夹杂偏高;五是忽略电子空位数核算与 TCP 相析出风险。把这几项写进合同与技术协议,比事后争论有效。
K47 怎么订货,价格受什么影响?+
订货请提供牌号 K47 或国标新牌号 K447A、GB/T 14985 或企业技术条件、铸件类别(母合金锭、精铸件、定向凝固件)、交货状态、规格尺寸与图纸、成分区间(重点是铪、钽、钴、钨的下限)、热处理制度、检验项目与随炉文件格式。价格主要随镍铬钴钨钼原料价格、铪与钽的贵重元素用量、铸件尺寸与壁厚、热处理制度、是否定向凝固或热等静压以及单炉批量浮动;批量越大、非标越少单价越低。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
K47K47 / 国标新牌号 K447A / 相近牌号 MAR-M247Ni 余量、Cr 8.00–8.80、Mo 0.50–0.80Rm 室温 ≥814 MPa(典型 814–1210 MPa)母合金锭、精铸棒与试棒、精密铸件等航空发动机
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 / 国标《铸造高温合金 母合金 等轴晶》编制说明(批次以炉号材质证明书为准)。

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K47 镍基等轴晶铸造高温合金(含铪,对标 MAR-M247) 用在什么场景

该牌号常见于航空发动机、工业燃气轮机、定向凝固等场景的关键部件。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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