摘要：Haynes 230-W（UNS N06230）是一种镍基固溶强化型高温合金，专为极端高温氧化环境和复杂应力工况设计。其凭借卓越的高温强度、抗氧化性、耐腐蚀性以及优异的加工性能，成为航空发动机、燃气轮机、化工设备等领域的核心材料。以下从化学成分、物理性能、材料

Haynes 230-W高温合金全面资料介绍

Haynes 230-W（UNS N06230）是一种镍基固溶强化型高温合金，专为极端高温氧化环境和复杂应力工况设计。其凭借卓越的高温强度、抗氧化性、耐腐蚀性以及优异的加工性能，成为航空发动机、燃气轮机、化工设备等领域的核心材料。以下从化学成分、物理性能、材料优势及供应形式等方面进行详细解析。

一、化学成分

Haynes 230-W的化学成分以镍为基体，通过添加铬、钨、钼等关键元素实现性能优化，具体成分如下

镍（Ni） 余量（≥58%） 基体元素，维持奥氏体结构的稳定性，确保高温下的组织强度。

铬（Cr） 20.0-24.0 形成致密Cr₂O₃氧化膜，抵御高温氧化和硫化腐蚀。

钨（W） 13.0-15.0 固溶强化，显著提升高温抗蠕变能力，增强持久强度。

钼（Mo） 1.0-3.0 提高抗局部腐蚀能力，尤其在含硫或卤化物环境中表现优异。

碳（C） 0.05-0.15 与铬、钨形成M₂₃C₆型碳化物，强化晶界，减少高温晶界滑移。

镧（La） 0.005-0.05 稀土元素，细化氧化膜并增强其附着力，减少高温剥落风险。

其他元素如铝（Al≤0.50%）、钴（Co≤3.0%）、硼（B≤0.03%）等进一步优化抗氧化性和加工性能。

二、物理性能

Haynes 230-W的物理性能使其在高温环境中保持稳定性和可靠性：

密度：8.97 g/cm³，轻量化设计适用于航空及能源设备

熔点：1364-1424°C，适应极端高温环

热膨胀系数：7.0×10⁻⁶ in/in/°F（20-100℃），低于多数镍基合金，确保高温下尺寸稳定性

导热系数：62 BTU·in/(h·ft²·°F)（室温），良好的热传导能力有助于散热设计

弹性模量：室温下为204 GPa，随温度升高逐渐降低（800℃时为159 GPa），反映原子结合力变化

三、材料优势

1. 卓越的高温力学性能

抗拉强度：室温下≥800 MPa，1000℃时仍可维持≥250 MPa，优于Inconel 718（950℃时显著下降）

抗蠕变能力：在980℃/1000小时条件下，持久强度≥80 MPa，显著高于Inconel 617（约60 MPa）

抗热疲劳性：950℃至室温循环2000次后，裂纹扩展长度≤0.5 mm，适用于频繁启停的燃气轮机部件

2. 极致的抗氧化与耐腐蚀性

抗氧化极限：1100℃下氧化速率≤0.08 g/m²·h，Cr₂O₃氧化膜结合La元素抑制剥落，寿命延长50%以上

抗渗碳性：在CH₄/H₂混合气中（1000℃/500h），渗碳深度≤10 μm，适用于石化裂解炉管

耐硫蚀性：在含硫燃料或海洋大气中，抗热腐蚀能力优于多数镍基合金

3. 优异的热稳定性与低膨胀特性

低热膨胀系数减少热循环应力，适用于燃气轮机密封环、航空发动机燃烧室等精密部件58。

4. 良好的加工与焊接性能

热加工性：可在1010-1230℃进行大变形量加工，954℃下适合小变形操作15。

冷加工性：需中间退火（1066-1149℃）以避免粗晶，推荐多次退火提升延展性17。

焊接工艺：支持TIG焊（热输入≤1.2 kJ/mm）、电子束焊等，焊后需1050℃退火以消除应力

5. 广泛的环境适应性

核工业：耐受高温液态金属腐蚀，用于第四代核反应堆过热器管道10。

化工领域：抗碱性挥发物腐蚀，适用于玻璃熔窑搅拌桨及乙烯裂解设备810。

四、供应形式

Haynes 230-W可通过多种工艺制成不同形态，满足多样化需求457：

变形产品

板材：厚度0.3-50 mm（退火态），用于燃烧室火焰筒、隔热罩等薄壁件。

棒材：直径10-500 mm（热锻态），加工涡轮叶片、高温螺栓等高强度部件。

管材：无缝管或焊管（ASTM B622标准），适用于热交换器及高温管道系统。

铸造产品

精密铸件：熔模铸造导向叶片，表面精度达CT7级（Ra≤3.2 μm）。

等温锻件：用于复杂形状部件（如燃烧室支撑环），减少加工余量。

特种形态

粉末冶金件：气雾化粉末（粒度15-53 μm），用于热喷涂修复或激光熔覆涂层。

复合焊材：匹配焊丝（ERNiCrWMo-1），实现与不锈钢等异种金属的高强度连接。

五、应用领域

航空航天：航空发动机燃烧室衬套（900-1100℃）、火箭发动机喷管延伸段810。

能源动力：重型燃气轮机过渡段（承受1400℃燃气冲击）、核反应堆热交换部件10。

化工装备：乙烯裂解炉管架、高温反应器，耐受渗碳及腐蚀介质

工业制造：玻璃熔窑搅拌桨、工业炉热电偶保护管，耐碱性挥发物侵蚀

六、与同类合金性能对比

核心优势：Haynes 230-W通过高钨含量（14%）和镧元素创新设计，实现更优的蠕变强度与氧化膜附着力，综合性能领先

七、未来发展趋势

增材制造：通过优化SLM工艺（激光功率300W，扫描速度800 mm/s），实现致密度≥99.8%的复杂结构件

环境适应性升级：开发含1.5%Si的改进型合金，抗Cl⁻腐蚀速率降低40%，适用于垃圾焚烧炉等严苛环境

总结

Haynes 230-W凭借其优化的化学成分、卓越的高温性能及灵活的供应形式，成为极端环境下的理想材料。从航空发动机到核能设备，其广泛的应用场景印证了其不可替代的地位。未来，随着制造技术的革新，该合金在新能源与深空探测等领域的潜力将进一步释放。

来源：科学创新报