哈氏合金 X（Hastelloy X / UNS N06002）高温炉与燃烧工况选材指南

高温炉与燃烧工况为什么会想到哈氏 X

炉用与燃烧部件的失效，多数不是被“烧穿”，而是长期高温下的蠕变伸长、氧化皮反复剥落造成的截面减薄，以及渗碳后韧性骤降。哈氏合金 X 的固溶强化体系让它在 760 至 980 ℃ 仍保有可用的持久强度，表面的铬氧化膜在热循环中不易大面积剥落，镍基体又让它在含硫燃烧产物中比铁基合金更抗腐蚀。这也解释了炉辊、马弗罐、燃烧室衬套这类零件在图纸上为何常出现它的名字。

判断顺序可以这样排：以持续载荷、长期恒温为主的部件，蠕变数据权重最高；以频繁启停、热循环为主的部件，要看抗氧化循环损失与热膨胀匹配；气氛含硫或存在积灰熔盐时，必须再加看热腐蚀数据。把这几个维度与炉辊、马弗罐、燃烧室衬套的实际工况对应起来，才能判断 Hastelloy X 到底合不合适，而不是简单比较一个所谓最高使用温度。整体对比逻辑可参考 高温合金选材总览。

成分与牌号对应：N06002 与 GH3536 是同一种材料

哈氏合金 X 属镍铬铁钼系固溶强化高温合金，镍为基体余量约 47%，铬 22.0% 负责抗氧化与抗热腐蚀，钼 9.0% 与钨 0.6% 主要贡献固溶强化，钴 1.5% 进一步稳定高温组织，碳 0.1% 配合微量硼强化晶界。它在国际上有多种牌号写法，跨国采购或图纸换算时容易混淆，建议在技术协议中同时写明 UNS 号、材料号与中国牌号，避免到货后因牌号表述不一致而产生争议。

649 至 1093 ℃ 的高温强度与蠕变

短时拉伸反映的是瞬时承载能力，决定长期服役寿命的却是蠕变。固溶态板材在 649 ℃ 时 Rp0.2 仍有 212 MPa，871 ℃ 为 189 MPa，到 982 ℃ 之后明显回落。短时数据与蠕变数据的差别，在于前者只加载几分钟，后者要在恒温恒载下持续上千小时；设计炉内部件时若拿短时数据去套用长期载荷，会显著高估可用应力，因此 900 ℃ 以上的选材必须以蠕变列为准，并留足截面裕量。

蠕变 0.5% 外推数据更能说明温度对寿命的敏感度：649 ℃ 的 1000 h 强度约 128 MPa，10000 h 降到 88 MPa；760 ℃ 分别为 52 与 39 MPa；871 ℃ 为 26 与 17 MPa；982 ℃ 的 1000 h 仅约 8.6 MPa；1093 ℃ 的 10000 h 更是降到约 1.0 MPa。温度每上一个台阶，许用应力几乎成倍下降，同一部件在 760 ℃ 与 871 ℃ 下的壁厚需求可能相差很大。选炉辊、料筐这类长期受载件时，应按实际壁温与设计寿命取对应列的数值，并把局部超温、结垢引起的壁温上升一并计入。

抗氧化、热腐蚀与渗碳：980 ℃ 接近，1095 ℃ 拉开差距

在流动空气中做 1008 h 循环氧化试验，单面金属损失是最直观的指标，它同时包含了氧化膜增厚与表层剥落两个过程，比单看氧化增重更贴近实际减薄。循环条件下氧化皮反复剥落会持续消耗基体截面，这也是炉内构件寿命评估更看重失重数据的原因。980 ℃ 下各牌号差距不大：X 为 0.007 mm，Inconel 600 与 625 均为 0.008 mm，Inconel 601 为 0.013 mm，Inconel 800H 为 0.024 mm；X 即使把内氧化层一并计入为 0.019 mm，仍然处于较好水平，与 600、625 基本在同一档。

温度升到 1095 ℃，差距被明显放大。X 的单面损失为 0.038 mm，Inconel 600 为 0.028 mm，Inconel 601 为 0.031 mm，而 Inconel 625 升到 0.083 mm，Inconel 800H 达到 0.137 mm；X 计入内氧化后为 0.069 mm。这组数据对燃烧室衬套、炉内托架这类长期高温件很有参考价值：在 1095 ℃ 这一级别，X 的抗氧化表现明显优于 625 与 800H，截面减薄的裕量更充足，长期使用后的剩余壁厚更容易满足强度校核。把 980 ℃ 与 1095 ℃ 两列放在一起看，X 从 0.007 mm 增至 0.038 mm，而 625 从 0.008 mm 增至 0.083 mm、800H 从 0.024 mm 增至 0.137 mm，差距主要出现在更高温度的区间，说明 X 的氧化膜在 1095 ℃ 附近仍能维持较好的保护性，这对以辐射传热为主、壁温偏高的炉内构件尤其重要。

含硫与积灰气氛是另一条必须单看的线。在 2 号燃油加 5 ppm 海盐、900 ℃ 的热腐蚀试验中，X 在 200 h 时单面受影响 0.08 mm，1000 h 为 0.17 mm，说明腐蚀介质会显著加速减薄，选材时应把燃料硫含量与清灰周期一并考虑，必要时缩短检修间隔。渗碳方面，在 980 ℃、5%H2+5%CO+5%CH4 气氛中暴露 55 h 后，X 的增碳量低于同组对比的镍基合金，属低增碳一档，这对炉内气氛含碳的工况尤为重要。

焊接、成形与热处理：1177 ℃ 固溶是关键

哈氏 X 的交货态为固溶热处理，典型工艺是 1177 ℃（2150 °F）保温后快速冷却，光亮退火件在氢气中冷却。热加工同样需要把工件整体加热到 1177 ℃ 并保温足够时间，避免局部温度不足造成性能不均。它的冷加工性良好，但无论冷加工还是热加工之后，都应重新固溶并快冷，才能恢复强度与韧性的最佳组合；订货时应确认质保书上的热处理制度与冷却方式与实际工艺一致。

焊接适用 GTAW、GMAW、SMAW 与电阻焊，但不推荐埋弧焊 SAW，原因是热输入大、冷却慢，容易提高拘束度并促进裂纹。焊材选用 HASTELLOY X 焊丝，对应 AWS A5.14 ERNiCrMo-2（AMS 5798）；焊条为 AWS A5.11 ENiCrMo-2，主要用于非 ASME 规范结构。异种金属连接可视具体工况考虑 X 焊材、HAYNES 556、HASTELLOY S 或 W 焊材。焊缝全金属的室温性能与母材存在差异，重要承压部位宜按标准做焊接工艺评定，并控制热输入与道间清理质量。

• 预热：不需要，按车间常温直接施焊。
• 层间温度：控制在 93 ℃ 以下。
• 焊后热处理：一般不要求。
• 焊前清理：溶剂彻底去除油污、切削液、记号笔痕迹、氧化皮与渗透探伤残留。

供货形态与规范对应

不同形态对应不同 ASTM 规范，采购前把形态与执行标准写清楚，能省去到货后因标准不符而产生的扯皮。板材、薄板与带材执行 B435（SB 435），坯、棒、条执行 B572（SB 572）与 B472，无缝管为 B622（SB 622），焊接管为 B619 / B626（SB 619 / 626），管件为 B366（SB 366），锻件对应 AMS 5754。设计规范方面，ASME 第 VIII 卷 Div.1 覆盖到 899 ℃，Div.2 约到 900 ℃，B31.3 到 816 ℃，涉及酸性介质还应核对 NACE MR0175 / ISO 15156 的适用条款。若图纸同时引用国标与美标，建议在技术协议中写明以哪一套作为验收依据。

采购、到货检验与长期服役评估

下单前建议把牌号（UNS N06002 / GH3536）、供货形态、执行标准、尺寸公差与交货状态逐项写进技术协议，尤其要注明“固溶热处理加快速冷却”这一条，因为它直接决定后续加工与服役表现。到货复检通常围绕化学成分、室温拉伸、硬度与晶粒度展开，必要时补做晶间腐蚀或渗透探伤，并核对质保书与炉批号是否对应，有条件时留取试样，便于后续服役后的性能对比。

寿命评估同样重要。用作炉辊时，Haynes 的资料显示在 1177 ℃ 运行 8700 h 后仍状态良好，可作为参考锚点；而反复热循环的部位则更应关注氧化减薄与韧性退化。需要具体牌号数据、规格表与公差口径，可通过 联系我们 或 哈氏合金 X 产品页 获取；我们 2016 年成立，核心团队自 2002 年起深耕合金领域 24 年，自有 12000+ ㎡ 工厂并执行 ISO9001 三重检验，可按图定尺并配合第三方复检。

常见问题

哈氏合金 X 对应哪些牌号？和 GH3536 是同一种材料吗？

是同一种材料的不同牌号写法。哈氏合金 X 的 UNS 编号为 N06002，德国 Werkstoff 号为 2.4665，DIN 命名为 NiCr22Fe18Mo，中国高温合金牌号为 GH3536，行业旧称还有 Hastelloy X、Alloy X、HX。它的名义成分以镍为基体余量约 47%，配铬 22.0%、铁 18.0%、钼 9.0%，属固溶强化型镍基高温合金。为避免图纸换算或跨国采购出现偏差，建议在技术协议与质保书中同时写明 UNS 号与中国牌号。

它的长期使用温度上限大概是多少？蠕变数据该怎么看？

没有单一的上限数值，要看载荷与寿命的组合。固溶态板材 0.5% 蠕变外推数据：649 ℃ 时 1000 h 约 128 MPa、10000 h 约 88 MPa；760 ℃ 为 52 与 39 MPa；871 ℃ 为 26 与 17 MPa；982 ℃ 的 1000 h 仅约 8.6 MPa；1093 ℃ 的 10000 h 降到约 1.0 MPa。可见 900 ℃ 以上承载能力下降很快。选材时应按实际壁温对应的设计寿命取许用应力，并留足安全系数，而不是套用一个笼统的最高使用温度。

在含硫气氛或者积灰熔盐工况下，它的抗氧化表现如何？

在流动空气 1008 h 循环氧化试验中，980 ℃ 时 X 的单面金属损失为 0.007 mm，与 Inconel 600、625 接近，优于 601 与 800H；到 1095 ℃，X 为 0.038 mm，明显优于 Inconel 625 的 0.083 mm 与 800H 的 0.137 mm。但含硫气氛会显著改变结果：在 2 号燃油加 5 ppm 海盐的 900 ℃ 热腐蚀试验中，X 在 200 h 单面受影响 0.08 mm，1000 h 达 0.17 mm，因此需要结合硫含量与清灰周期评估。

焊接时要注意什么？需要焊后热处理吗？

一般不要求焊后热处理。焊接适用 GTAW、GMAW、SMAW 与电阻焊，不推荐埋弧焊 SAW，因为热输入大、冷却慢，容易提高拘束度并促进裂纹。焊材选 HASTELLOY X 焊丝，对应 AWS A5.14 ERNiCrMo-2（AMS 5798），焊条为 AWS A5.11 ENiCrMo-2。焊接不需要预热，但要控制层间温度在 93 ℃ 以下，并在焊前用溶剂彻底清除油污、切削液、记号笔痕迹、氧化皮与渗透探伤残留。

常见供货形态和执行哪些标准？到货复检要做哪些项目？

板、薄板与带材执行 ASTM B435（SB 435），坯、棒、条执行 B572（SB 572）与 B472，无缝管为 B622（SB 622），焊接管为 B619 / B626（SB 619 / 626），管件为 B366（SB 366），锻件对应 AMS 5754。到货复检通常覆盖化学成分、室温拉伸、硬度与晶粒度，涉及酸性与特定介质工况时可补做晶间腐蚀或渗透探伤。建议同时核对质保书、炉批号与交货状态是否为固溶热处理加快速冷却。

起订量、打样周期和验货方式怎么安排？

起订量没有固定数值，需要结合牌号、形态（板、棒、管、锻件）、规格与公差口径一起商定：板材多按整张或整批起订，棒材与管材按规格与支重协商，非标尺寸则视开坯与轧制排产而定。打样周期同样受规格与坯料库存影响，一般在图纸与技术要求确认后另行评估并书面确认。验货可接受第三方检测机构到场或送检，项目以合同约定的执行标准与复检项为准；我们执行 ISO9001 三重检验，可配合提供材质证明与检测数据。