K87 镍基等轴晶铸造高温合金(国标新牌号 K487) 实拍图
铸造高温合金

K87 镍基等轴晶铸造高温合金(国标新牌号 K487)

K87 / 国标新牌号 K487 / 相近牌号 ЭП753(俄)

K87(国标 K487)是高钼低铝的镍基等轴晶铸造合金,公开资料中对应俄罗斯 ЭП753。钼钨合计 13%–15% 做固溶强化,铝钛仅 3%–4%,700~850℃ 短时、700~750℃ 长时使用。焊接性能在同族里最好,典型用于小型涡扇发动机内涵尾喷管。宝昭实业

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K87(国标 K487)是高钼低铝的镍基等轴晶铸造合金,公开资料中对应俄罗斯 ЭП753。钼钨合计 13%–15% 做固溶强化,铝钛仅 3%–4%,700~850℃ 短时、700~750℃ 长时使用。焊接性能在同族里最好,典型用于小型涡扇发动机内涵尾喷管。宝昭实业

牌号对照
K87 / 国标新牌号 K487 / 相近牌号 ЭП753(俄)
核心成分
Ni 余量、Cr 17.00–20.00、Mo 9.00–11.00、Fe ≤4.00
力学性能
Rm 室温 ≥850 MPa(典型 室温 850–950 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

K87 在 GB/T 14992 牌号体系中的新牌号为 K487,属镍基沉淀硬化型等轴晶铸造高温合金,公开资料中常与俄罗斯 ЭП753 相近。成分路线与多数 K 系镍基铸件不同:铝 1.00%–1.50% 配钛 2.20%–2.80% 合计仅 3%–4%,形成 γ′ 相约 10%–20%,强化程度低于 K52、K80 一档;高温强度主要来自钼 9.00%–11.00% 与钨 4.00%–5.00% 合计 13%–15% 的固溶强化;铬 17.00%–20.00% 提供耐热腐蚀能力。

在 K 序列内部,K87 是承温档次偏低但综合工艺性好的一档:与 K80、K52 相比,K87 的 γ′ 相体积分数只有 10%~20%,高温强度与蠕变抗力明显低一档,使用温度止于 700~850℃ 短时;但它的焊接性能是同族里最好的一档,氩弧焊与电子束焊均可,为需要焊修的薄壁尾喷管类零件提供了材料基础;与 K47 相比铪钽全无,1000℃ 以上承力完全不可行,但成本与工艺宽容度明显更好。

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 %
C0.05–0.08
Cr17.00–20.00
Ni余量
Co—
Mo9.00–11.00
W4.00–5.00
Al1.00–1.50
Ti2.20–2.80
Fe≤4.00
Mn≤0.20
Si≤0.20
B≤0.02
P≤0.015
S≤0.010
Pb≤0.001
Bi≤0.0005

物理性能

物理性能数值
密度约 8.2–8.4 g/cm³
熔化区间约 1290–1350 ℃(族内参考)
线膨胀系数约 14×10⁻⁶/K(族内参考)
弹性模量约 200 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 ≥850 MPa室温 850–950 MPa
屈服强度 Rp0.2室温 ≥520 MPa室温 520–600 MPa
延伸率 A室温 ≥8 %室温 8–14 %

高温力学性能(典型值)

温度抗拉强度 Rm屈服强度 Rp0.2
750 ℃≥700 MPa屈服 ≥450 MPa
750 ℃ 持久350 MPa 应力断裂时间 ≥50 h
850 ℃短时使用上限按技术条件核定

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

K87 的热处理制度为固溶加时效:1120℃±10℃ 保温 4 h 后炉冷,再 900℃±20℃ 时效。国标编制说明给出的试样制度中固溶与时效两级衔接紧凑,炉冷的目的是在溶掉初生碳化物的同时抑制晶界碳化物连续化;900℃±20℃ 的时效区间留有较宽的余量,便于按铸件壁厚与晶粒度调整。因为铝钛总量只有 3%~4%,γ′ 相数量少,时效的主要作用是稳定碳化物与组织而非大幅提升强度,具体制度以 HB/Z 140 与主机厂技术条件为准。

K87 是 K 系列里焊接性能较好的一档,合金具有良好的焊接性,可采用氩弧焊和电子束焊等方法进行焊接,氩弧焊与电子束焊均可。这与它低铝钛、晶界洁净度高、γ′ 相数量少的设计直接相关。补焊时宜选用同体系镍基焊材并控制热输入与层间温度,焊后按产品技术条件决定是否重新固溶加时效;含钼 9.00%~11.00% 偏高,焊后仍应复核是否有 σ 相或碳化物异常析出。

采购要点

买 K87 有四点要写清:一是国标新牌号 K487 与相近俄牌号 ЭП753 要写,避免与 K83、K88 等相邻牌号混用;二是铝 1.00%–1.50% 与钛 2.20%–2.80% 是它焊接性能好的前提,验收要核对实测值;三是钼 9.00%–11.00% 与钨 4.00%–5.00% 是它高温强度的来源,只验上限不验下限会让牌号失去意义;四是使用温度止于 700~850℃ 短时与 700~750℃ 长时,不要按 K80、K52 的温区评估寿命。

选型问答

K87 常见提问的直接回答

K87 是什么材料?主要成分和性能特点是什么?

K87 在 GB/T 14992 牌号体系中的新牌号为 K487,属镍基沉淀硬化型等轴晶铸造高温合金,公开资料中常与俄罗斯 ЭП753 相近。

K87 怎么选?与 K8 镍基沉淀硬化型等轴晶铸造高温合金(对应现行牌号 K408) 的区别在哪里?

三者同属镍基等轴晶铸造高温合金,但 K87 的定位明显偏低端。K87(国标 K487)铬 17.00%~20.00%、钼 9.00%~11.00%、钨 4.00%~5.00%,铝钛合计仅 3%~4%、γ′ 相约 10%~20%,700~850℃ 短时与 700~750℃ 长时使用,焊接性能在同族里最好,典型用于小型涡扇发动机内涵尾喷管精密铸件;K80(国标 K480)950℃ 长期使用,强度中等而耐热腐蚀与长期组织稳定性好,是涡轮工作叶片材料;K52(国标 K452)950℃ 以下、铬 20% 以上,耐热腐蚀最好,是含硫燃气环境燃机导向叶片材料。要焊接性优先选 K87,要涡轮工作叶片选 K80,要抗燃气腐蚀优先选 K52。

K87 价格多少?多久交货?能否定制?

K87 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 K87?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 K87 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 K87 棒材、板材、无缝管、锻件等形态,欢迎按上述要点对样验厂。

K87 的密度是多少?执行什么标准?

K87 的密度约为 约 8.2–8.4 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

K87 常见问题

K87 与 K80、K52 怎么选?+
三者同属镍基等轴晶铸造高温合金,但 K87 的定位明显偏低端。K87(国标 K487)铬 17.00%~20.00%、钼 9.00%~11.00%、钨 4.00%~5.00%,铝钛合计仅 3%~4%、γ′ 相约 10%~20%,700~850℃ 短时与 700~750℃ 长时使用,焊接性能在同族里最好,典型用于小型涡扇发动机内涵尾喷管精密铸件;K80(国标 K480)950℃ 长期使用,强度中等而耐热腐蚀与长期组织稳定性好,是涡轮工作叶片材料;K52(国标 K452)950℃ 以下、铬 20% 以上,耐热腐蚀最好,是含硫燃气环境燃机导向叶片材料。要焊接性优先选 K87,要涡轮工作叶片选 K80,要抗燃气腐蚀优先选 K52。
K87 对应哪些国标与相近牌号?+
K87 在 GB/T 14992 牌号体系中的新牌号为 K487,对应中国 ISC C74870,公开资料中多写作 K487(K87),相近的国外牌号有俄罗斯 ЭП753 一类高钼镍基铸造合金。与早期 K1、K2、K3 等通用型牌号成分区间不同,不能直接互换;与变形牌号 GH4169 相比,K87 属铸造型,焊接性反而优于变形合金,但高温强度上限明显更低。
K87 的使用温度上限是多少?+
公开资料给出的适用范围是 700~850℃ 短时使用与 700~750℃ 长时使用,典型产品为小型涡扇发动机的内涵尾喷管精密铸件,批产和使用情况良好。国标编制说明的考核点设在室温(抗拉强度不低于 850 MPa、屈服不低于 520 MPa、延伸率不低于 8%)与 750℃(抗拉不低于 700 MPa、屈服不低于 450 MPa、350 MPa 应力下断裂时间不低于 50 h)。若需 850℃ 以上长期服役,应转向 K80、K52 一类 γ′ 相比例更高的牌号。
K87 的耐蚀与抗氧化表现如何?+
K87 的铬在 17.00%~20.00% 区间,是它在同族中耐热腐蚀的资本,表面能形成连续 Cr₂O₃ 保护膜,在 700~850℃ 的燃气与含硫环境中抗氧化与耐热腐蚀表现良好。铝 1.00%~1.50% 偏低意味着 Al₂O₃ 的补充能力有限,防护主要靠铬,长期高温服役时若表面铬氧化膜受损,修复能力弱于高铝牌号。钼 9.00%~11.00% 偏高则需关注长期时效下的 σ 相析出风险。
K87 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和需要后续时效的工序。固溶加时效态是成品热端件的标准状态,K87 因 γ′ 相数量少,时效的主要作用是稳定碳化物与组织、保证长期组织稳定性。采购时务必写明交货状态。
K87 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、内涵尾喷管类精密铸件、薄壁复杂件的热等静压铸件。常规规格母合金备货较快;薄壁小尺寸铸件按工艺排产,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。若焊修随件交付,还需补交焊接工艺评定记录与焊后复检报告。
采购 K87 最容易踩哪些坑?+
一是把相邻的 K83、K88 或 K87 的俄系相近牌号混淆,成分表张冠李戴;二是按 K80、K52 的温区给 K87 提寿命要求,700℃ 以上长期服役会失效;三是只看 γ′ 相少就当作低档料,忽略钼 9.00%~11.00% 与钨 4.00%~5.00% 的固溶强化贡献与铬 17% 以上的耐蚀价值;四是钼高不设下限,导致长期时效 σ 相析出超标;五是尾喷管薄壁件未做荧光渗透与气密检查就收货。
K87 怎么订货,价格受什么影响?+
订货请提供牌号 K87 或国标新牌号 K487、GB/T 14985 或企业技术条件、铸件类别(母合金锭、精铸件、热等静压件)、交货状态、规格尺寸与图纸、成分区间(重点是钼、钨的下限与铬、铝的上下限)、热处理制度、检验项目与随炉文件格式。价格主要随镍铬钼钨原料价格、铸件尺寸与壁厚、热处理制度、是否需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
K87K87 / 国标新牌号 K487 / 相近牌号 ЭП753(俄)Ni 余量、Cr 17.00–20.00、Mo 9.00–11.00Rm 室温 ≥850 MPa(典型 室温 850–950 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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数据来源与更新说明

K87 镍基等轴晶铸造高温合金(国标新牌号 K487) 用在什么场景

该牌号常见于航空发动机、航天发动机、燃气轮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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