S-816（R30816）超耐熱合金 鈷基合金成份 性能 標準

R30816對應(yīng)的牌號是S-816?。R30816和S-816是同一合金的不同稱呼，它們都是指鈷基合金。

UNS R30816鈷合金憑借40-49.8%鈷基體與鎳、鉻等元素的精準配比，在1540°C高溫下仍保持穩(wěn)定，兼具1130-1900MPa強拉伸強度與卓耐腐蝕性，成為航空發(fā)動機渦輪葉片、核能熱交換器等關(guān)鍵部件的材料，助力特殊環(huán)境下的長效可靠運行。

S-816（R30816）

這種合金具有以下主要成分：

Cr 20.0%，

Ni 20.0%，

Co 42.0%，

Mo 4.0%，

W 4.0%，

Nb 4.0%，

Fe 4.0%，

C 0.38%?。

 一、UNS R30816合金的成分分析
UNS R30816鈷合金的成分設(shè)計注重提高材料的高溫穩(wěn)定性和抗腐蝕能力。通過合理的元素搭配，它能夠在高溫、腐蝕性環(huán)境中長期穩(wěn)定運行。以下是對R30816合金主要成分的詳細分析：
鈷（Co）：40%至49.8%
鈷是R30816合金的基礎(chǔ)元素，鈷能夠有效提高合金的抗氧化性、耐腐蝕性和高溫強度。在高溫環(huán)境下，鈷形成的氧化膜能保護合金免受氧化損害，延長其使用壽命。
鎳（Ni）：19%至21%
鎳的加入使R30816合金在高溫下具有更好的延展性和韌性，能有效提高材料的抗高溫腐蝕性能。同時，鎳還提升了合金的耐磨性，尤其適合在惡劣的機械環(huán)境中使用。
鉻（Cr）：19%至21%
鉻是提高合金耐腐蝕性和耐磨性的重要元素。在高溫環(huán)境中，鉻能夠在合金表面形成一層穩(wěn)定的氧化膜，防止氧化和腐蝕，因此，它是許多高溫合金中的重要成分。
鉬（Mo）、鎢（W）：3.5%至4.5%
鉬和鎢的加入大大提升了R30816合金的高溫強度，尤其是在高溫環(huán)境下，鉬和鎢能夠有效提高合金的抗疲勞和抗熱震能力。這些元素還能夠增強材料在高溫下的機械性能，使其在條件下能夠保持穩(wěn)定。
鈮（Nb）、鉭（Ta）：3.5%至4.5%
鈮和鉭的存在幫助合金提高其高溫穩(wěn)定性和抗變形能力，尤其是在高溫工作環(huán)境中，鈮和鉭的加入能夠有效防止晶粒長大和改善合金的力學性能。
鐵（Fe）：0%至5.0%
鐵的含量通常較低，但它有助于提高合金的成本效益，且對合金的加工性和韌性有一定的影響。
錳（Mn）、硅（Si）、**碳（C）**等微量元素
錳和硅增強了合金的抗氧化性，而碳則有助于優(yōu)化合金的強度和硬度。在高溫條件下，這些元素共同作用，確保了合金在長時間使用中的機械性能和耐久性。
通過這些成分的精確配比，R30816鈷合金展現(xiàn)了在高溫、高壓、腐蝕性環(huán)境中的優(yōu)性能。
二、UNS R30816的機械性能
UNS R30816合金的機械性能使其在高溫和高壓環(huán)境下能夠穩(wěn)定工作，且具有較高的強度和延展性，適合用于高強度要求的關(guān)鍵部件。以下是R30816合金的主要機械性能：
布氏硬度：280
該合金具有適中的硬度，表明其在承受較大外力的同時，能夠保持較好的耐磨性。這使其成為需要抗磨損和抗腐蝕的高溫部件的理想選擇。
彈性模量（楊氏模量）：210 GPa（31 x 10? psi）
較高的彈性模量使R30816合金在受力情況下不易發(fā)生形變，尤其適用于需要保持剛性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的高溫環(huán)境。
斷裂伸長率：23%
這一相對較高的斷裂伸長率表明該合金具有良好的塑性和韌性。在高溫或高壓環(huán)境下，合金能夠承受較大的應(yīng)力，減少脆性斷裂的風險。
疲勞強度：250 MPa（36 x 103 psi）
R30816合金在重復負荷作用下表現(xiàn)出較好的疲勞強度，特別適合于航空航天等需要承受周期性應(yīng)力的部件。
拉伸強度：
極限拉伸強度（UTS）：1020 MPa（150 x 103 psi）
屈服強度：460 MPa（67 x 103 psi）
這些高強度數(shù)據(jù)意味著R30816合金能夠在高應(yīng)力環(huán)境中保持較長時間的穩(wěn)定性，并且適用于承受較大拉伸力的部件。
三、UNS R30816的熱性能
R30816合金的熱性能是其在高溫環(huán)境中能夠長期穩(wěn)定工作的關(guān)鍵。以下是其熱性能的關(guān)鍵指標：
熔化溫度：
熔融完成度（液態(tài)）：1540°C（2800°F）
融化開始（實心）：1460°C（2660°F）
較高的熔化溫度使得該合金能夠在高溫環(huán)境下工作，且能有效防止在條件下的材料溶解或變形。
比熱容：420 J/kg·K（0.1 BTU/lb·°F）
較低的比熱容意味著該合金在溫度變化時能夠迅速響應(yīng)，并有效避免溫差帶來的熱應(yīng)力。
導熱系數(shù)：13 W/m·K（7.3 BTU/hr·ft·°F）
R30816合金的導熱系數(shù)較低，這有助于其在高溫環(huán)境中保持良好的熱穩(wěn)定性，并減少熱失效的風險。
熱膨脹系數(shù)：12 µm/m·K
熱膨脹系數(shù)適中，表明該合金能夠在溫度變化較大的環(huán)境下保持穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，減少因熱應(yīng)力引起的變形或損壞。
四、UNS R30816合金的應(yīng)用領(lǐng)域
UNS R30816鈷合金憑借其優(yōu)異的機械性能和熱穩(wěn)定性，在多個工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。以下是R30816合金的主要應(yīng)用領(lǐng)域：
1. 航空航天
在航空航天領(lǐng)域，R30816合金被廣泛應(yīng)用于飛機發(fā)動機部件、燃氣渦輪、噴氣發(fā)動機等高溫高壓環(huán)境中。其優(yōu)異的耐熱性、抗氧化性和機械強度使其在惡劣環(huán)境中保持長時間穩(wěn)定工作。
2. 能源行業(yè)
R30816合金常用于高溫、高壓環(huán)境下的關(guān)鍵部件，如燃氣輪機、熱交換器等。其高溫強度和耐腐蝕性使得它在能源設(shè)備中發(fā)揮著重要作用，特別是能夠在高溫環(huán)境下保持較高的工作效率和較長的使用壽命。
3. 化學加工
R30816合金的耐腐蝕性使其成為化學加工領(lǐng)域的重要材料，特別是用于制造處理腐蝕性介質(zhì)的設(shè)備，如反應(yīng)器、熱交換器、管道等。它能夠有效抵御S-816(R30816)鈷基合金具有出色的耐熱、耐腐蝕和耐磨損性能，特別適用于高溫、高壓環(huán)境。它常用于制造燃氣輪機葉片、葉輪、導管和各種高負荷耐熱零件。此外，由于其良好的磁性，S-816合金也用于高性能磁性材料的制造，特別是在電子工業(yè)和高科技領(lǐng)域?