Incoloy 901 涡轮盘订料：钛 3.1% 与硼 0.02% 怎么一起核？

Incoloy 901 是铁镍铬系沉淀强化型高温合金，对应 UNS N09901，国内同族牌号 GH2901。它订料时成分单上有两项要一起核：钛 2.35%~3.10%、硼 0.01%~0.02%。钛是沉淀相的主要成形元素，硼是晶界强化元素，含量都很低但都很关键。钛取到下限而硼取到上限，强度与晶界塑性的平衡点就与反向取档不同，协议里应给出目标值而不是只给范围。

成分表的核法

公开资料的成分是镍 40.0%~45.0%、铬 11.0%~14.0%、钼 5.0%~7.0%、钛 2.35%~3.10%、硼 0.01%~0.02%、铝不超过 0.35%、碳不超过 0.10%、钴不超过 1.0、铜不超过 0.50、锰不超过 1.0、硅不超过 0.60、磷不超过 0.03、硫不超过 0.03，铁为余量；手册另给名义成分是镍 42.5、铬 12.5、钼 5.75、钛 2.9，并注明名义值非规范用。钛加铝合计约 2.7%~3.45%，是沉淀相的全部来源。

物理常数与使用温度

公开资料的物理口径是密度 8.14 g/cm³、熔点 1280~1345℃、20℃ 比热容 431 J/（kg·℃）、20℃ 电阻率约 1.12 μΩ·m、最高使用温度约 600℃。线膨胀系数在 20~100℃ 为 13.5 μm/（m·℃），并给出到 1000℃ 的分点值，数据分散约正负百分之五。最高使用温度 600℃ 是资料明确给出的上限口径，选材时不要越过这一档。

盘件为什么先核持久

涡轮盘长期承受离心载荷与温度梯度，失效形式以蠕变变形与低周疲劳裂纹为主。订料时把设计温度、当量应力与设计寿命程序给出的起停次数一并提供，由供方确认对应温度点的持久与蠕变数据；试样方向按主应力方向取，取样位置按承力截面定，并在协议里注明距表面距离。

沉淀相的析出与热处理

这支合金靠钛与铝形成的沉淀相强化，析出温度与保温时间决定了相的尺度与体积分数，直接反映到室温与高温强度上。订料时要求供方给出固溶与时效的完整制度，包括温度、时间与冷却方式，并要求随炉试样与零件同炉处理；使用方若自行做时效，协议里要写明制度与时效后的力值，双方复验才有一致的基准。

盘件的取样与组批

盘件按承力截面取样，轮缘与轮心要分别标注，试样与零件同炉处理，炉号与热处理炉次三者对应留档。同批按同一熔炼炉号与同一热处理炉次组批；若因设备容量需要分批处理，把分批方案与对应的复验项目提前与使用方确认，避免不同炉次之间的性能差异无法解释。

采购与验收的落点

硼为什么要按计算量加入

硼在晶界偏聚能提高晶界结合力，从而改善持久塑性与缺口敏感性，但含量偏高会形成低熔点的硼化物并在热加工时引起开裂。因此这类合金的硼都按计算量加入，窗口给得很窄。协议里应给出目标值而不是只给范围，并要求供方提供硼的实测值；若供方使用返回料，硼的累积效应要一并评估，把返回料比例与抽查频率写入技术条件。

盘件的组织检查

除力学性能外，盘件通常还要检查晶粒度与低倍组织。晶粒度按零件部位分级要求，轮缘与轮心的允许级别可以不同；低倍检查关注偏析、白点与缩孔残留。协议里把这两项与取样位置一并写明，并要求随炉试样与零件同炉处理、同炉检查，便于把结果直接对应到零件。