摘要：摘要‌：Haynes 188（UNS R30188）是一种‌高性能钴基高温合金‌，以‌卓越的高温抗氧化性、耐热腐蚀及抗蠕变性能‌为核心优势，广泛应用于航空发动机燃烧室、燃气轮机热端部件及核电高温设备。

Haynes 188（UNS R30188）钴基高温合金技术解析：成分、性能与工业应用

摘要‌：Haynes 188（UNS R30188）是一种‌高性能钴基高温合金‌，以‌卓越的高温抗氧化性、耐热腐蚀及抗蠕变性能‌为核心优势，广泛应用于航空发动机燃烧室、燃气轮机热端部件及核电高温设备。

一、Haynes 188合金化学成分与执行标准

1. 化学成分（ASTM B435/AMS 5608标准）

元素 钴（Co） 铬（Cr） 镍（Ni） 钨（W） 锰（Mn） 镧（La） 铁（Fe） 碳（C）

含量 余量 20–24 20–24 13–15 1.0–2.0 0.03–0.12 ≤3.0 0.05–0.15

冶金特性‌：

钴基固溶强化‌：高Cr（20–24%）+W（13–15%）设计，形成稳定氧化膜（Cr₂O₃+CoWO₄），耐1100℃氧化‌；

稀土改性‌：添加La（0.03–0.12%）细化晶界，提升抗热疲劳性能（循环次数比Haynes 25提高30%）‌。

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 板材、带材（燃烧室衬套）

美国宇航材料 AMS 5608 航空发动机火焰筒

ASME标准 ASME SB-435 核电蒸汽发生器管板

ISO标准 ISO 4955 高温热处理设备部件

二、力学性能与高温稳定性

1. 典型力学性能（固溶态与高温环境）

测试条件 抗拉强度（MPa） 屈服强度（MPa） 延伸率（%） 硬度（HB） 蠕变强度（980℃/1000h, MPa）

室温（固溶态） 850–1000 350–450 40–50 180–220 –

980℃高温 120–150 80–100 20–30 – ≥25（ASTM E139）

热处理规范‌：

固溶处理‌：1205–1230℃×0.5h → 快速空冷（优化晶粒尺寸与耐蚀性）‌；

时效处理‌：900℃×16h → 空冷（析出Co₃W强化相，提升高温持久强度）‌。

三、耐高温腐蚀与抗氧化性能

1. 腐蚀介质适应性

介质类型 腐蚀速率（mm/a） 适用性评价

航空煤油燃烧气体（1100℃） 氧化增重≤2 mg/cm² Cr₂O₃+CoWO₄复合氧化膜保护‌

硫化氢（800℃）

熔融盐（900℃）

2. 典型应用领域

航空航天‌：航空发动机燃烧室（AMS 5608标准，耐1100℃燃气冲刷）‌；

能源工业‌：燃气轮机过渡段（ASME SB-435标准，抗热疲劳寿命≥10万次循环）‌；

核电设备‌：核反应堆热交换器管板（耐高温高压水腐蚀，设计寿命≥30年）‌；

化工设备‌：乙烯裂解炉辐射管（耐渗碳与氧化，比310H寿命延长2倍）‌。

四、焊接工艺与关键注意事项

1. 焊接性评级（AWS A5.13标准）

裂纹敏感性‌：低（高Co/Ni含量抑制热裂纹，但需控制S/P杂质≤0.015%）‌；

推荐工艺‌：GTAW（TIG焊）、LBW（激光焊）。

2. 焊接参数控制

参数 推荐范围 控制要点

焊材牌号 ERCoCr-E（AWS A5.13） 匹配Haynes 188成分（Co/Cr/W平衡）

预热温度（℃） 150–200 防止厚板冷裂纹

热输入（kJ/mm） 0.6–1.0 抑制热影响区晶粒粗化

保护气体 Ar + 20% He 提升熔池流动性，减少气孔

3. 焊后处理规范

固溶处理‌：1205℃×0.5h → 快速冷却（恢复焊缝区耐蚀性）‌；

表面处理‌：喷砂或电解抛光（消除氧化层，提升表面致密性）。

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来源：东风说科学