摘要：摘要‌：Hastelloy X（UNS N06002）是‌镍-铬-钼系固溶强化高温合金‌的标杆材料，以‌卓越的抗氧化性、高温强度及耐燃气腐蚀性能‌为核心优势，广泛应用于燃气轮机燃烧室、航空航天发动机高温部件及化工裂解炉管。本文从‌化学成分、执行标准、力学性能、

Hastelloy X（UNS N06002）镍基高温合金技术解析：成分、性能与工业应用

摘要‌：Hastelloy X（UNS N06002）是‌镍-铬-钼系固溶强化高温合金‌的标杆材料，以‌卓越的抗氧化性、高温强度及耐燃气腐蚀性能‌为核心优势，广泛应用于燃气轮机燃烧室、航空航天发动机高温部件及化工裂解炉管。本文从‌化学成分、执行标准、力学性能、焊接工艺及SEO优化策略‌多维度深度解析，为高温工况选材提供权威指南。

一、Hastelloy X合金化学成分与执行标准

1. 化学成分（ASTM B435/AMS 5536标准）

元素 镍（Ni） 铬（Cr） 钼（Mo） 铁（Fe） 钴（Co） 钨（W） 碳（C） 锰（Mn） 硅（Si）

含量 余量 20.5–23 8.0–10.0 17.0–20 0.5–2.5 0.2–1.0 ≤0.15 ≤1.0 ≤1.0

冶金特性‌：

固溶强化‌：Cr（20.5–23%）+Mo（8–10%）形成耐氧化/硫化腐蚀的钝化膜（980℃氧化速率≤0.05 g/m²·h）‌；

高温稳定性‌：W（0.2–1%）+Co（0.5–2.5%）提升高温持久强度（870℃/100h断裂应力≥120 MPa）‌。

2. 国际执行标准

标准类型 标准号 适用形态

美国材料协会 ASTM B435 热轧板、带材（燃气轮机部件）

美国宇航材料 AMS 5536 航空发动机燃烧室衬套

ASME标准 ASME SB-435 压力容器高温段制造规范

欧盟标准 EN 10095 工业炉用耐热合金通用要求

二、力学性能与高温特性

1. 典型力学性能（固溶态）

测试条件 抗拉强度（MPa） 屈服强度（MPa） 延伸率（%） 硬度（HB） 高温持久强度（870℃/100h, MPa）

室温（固溶态） 760–895 345–415 35–50 150–200 ≥120

高温（870℃） 320–380 220–260 25–40 – –

热处理规范‌：

固溶处理‌：1175–1230℃×30min → 快速冷却（优化晶界碳化物分布）‌；

应力退火‌：870℃×4h → 空冷（消除焊接残余应力）‌。

三、高温抗氧化与耐腐蚀性能

1. 典型工况适应性

工况类型 测试结果 适用性评价

高温氧化（980℃） 氧化增重≤2 mg/cm² Cr₂O₃+NiMoO₄复合氧化膜（抗氧化性优于Inconel 617）‌

硫化腐蚀（650℃） 腐蚀速率≤0.02 mm/a 耐H₂S/SO₂气体腐蚀（石化裂解炉首选）‌

燃气热腐蚀 表面侵蚀深度≤0.1 mm 抗燃气中Na₂SO₄/V₂O₅沉积腐蚀（燃气轮机燃烧室）‌

2. 典型应用领域

能源装备‌：燃气轮机燃烧室火焰筒（AMS 5536标准，设计寿命≥50,000小时）‌；

航空航天‌：火箭发动机喷管延伸段（耐温980℃）‌；

化工设备‌：乙烯裂解炉管（耐渗碳/硫化双重腐蚀）‌；

核工业‌：高温气冷堆热交换器（抗氦气环境氧化）‌。

四、焊接工艺与关键注意事项

1. 焊接性评级（AWS A5.14标准）

裂纹敏感性‌：中等（需控制层间温度与热输入）‌；

推荐工艺‌：GTAW（TIG焊）、PAW（等离子弧焊）。

2. 焊接参数控制

参数 推荐范围 控制要点

焊材牌号 ERNiCrMo-2（AWS A5.14） 匹配Hastelloy X成分（Ni/Cr/Mo平衡）

预热温度（℃） 100–150 防止冷裂纹（厚板焊接）

热输入（kJ/mm） 0.8–1.2 避免过热区晶粒粗化

保护气体 Ar + 5% H₂ 减少焊缝氧化夹杂

3. 焊后处理规范

局部固溶处理‌：1150℃×30min → 快冷（恢复焊缝区耐蚀性）‌；

表面处理‌：酸洗（HNO₃=3:1溶液）去除氧化层（Ra≤1.6μm）。

来源：小周讲科学