UGI® PHYNOX®：高性能奥氏体钴基合金，用于苛刻应用
概述
UGI® PHYNOX® 是一种奥氏体钴基合金，具有高屈服强度和多重优异性能：
- 冷成形后经热处理时效硬化，无变形
- 在多种介质中具有优异耐腐蚀性、抗应力腐蚀开裂及无氢脆
- 优异的疲劳抗力，无应力松弛
- 所有状态（退火、冷拔、时效）下均为非磁性
- 宽温度使用范围：从液氦温度到 500°C
- 完美生物相容性，已在手术植入体中应用超 25 年
洁净度符合 AFNOR NF S 90-403 和 ISO 5832/7 标准：硫化物 1 级，氧化铝 3 级，硅酸盐 1 级，球状氧化物 3 级。
物理与化学性能
一般性能
| 性能 | 数值 |
|---|---|
| 密度 | 8.3 g/cm³ |
机械性能
| 性能 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 弹性模量 | 182 GPa | |
| 剪切模量 | 75 GPa | |
| 抗拉强度 | 1550.0 - 2250.0 MPa | 取决于冷拔变形量 |
热学性能
| 性能 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 热膨胀系数 | 12.5 × 10⁻⁶ 1/K | 20 至 100°C |
| 熔点范围 | 1450.0 - 1460.0 °C | |
| 比热容 | 430 J/(kg·K) |
电学性能
| 性能 | 数值 |
|---|---|
| 电阻率 | 9.5 × 10⁻⁷ Ω·m |
磁学性能
| 性能 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 相对磁导率 | 1.0002 | 500 / 1000 Oe |
化学成分 (质量分数)
| 元素 | 含量范围 | 备注 |
|---|---|---|
| 碳 | 0.15 | 最大 |
| 铬 | 19.0 - 21.0 % | |
| 钴 | 39.0 - 41.0 % | |
| 锰 | 1.5 - 2.5 % | |
| 钼 | 6.5 - 7.5 % | |
| 镍 | 15.0 - 18.0 % | |
| 其他 | 1.0 | 最大 |
| 磷 | 0.015 | 最大 |
| 硅 | 1.2 | 最大 |
| 硫 | 0.015 | 最大 |
工艺性能与应用指南
耐腐蚀性详细数据
UGI® PHYNOX® 不被有机酸侵蚀，完美抵抗盐雾，其在矿物酸中的表现显著优于最优不锈钢。此外，其与人体组织接触时的完美钝化性，解释了其在手术植入体中应用超 25 年的原因。
腐蚀速率指数：A: <0.05 mm/y；B: 0.05-0.25 mm/y；C: 0.25-0.50 mm/y；D: 0.50-1.25 mm/y；E: >1.25 mm/y
| 介质 | 浓度 | 温度 (°C) | 指数 | 介质 | 浓度 | 温度 (°C) | 指数 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 乙酸 | 50% | 100 | A | 柠檬酸 | 10% | 100 | A | |
| 盐酸 | 浓 | 110 | E | 乳酸 | 10% | 100 | A | |
| 盐酸 | 50% | 110 | E | 硝酸 | 50% | 100 | B | |
| 硫酸 | 50% | 150 | E | 硝酸 | 10% | 100 | B | |
| 氯化钙 | 10% | 100 | A | 磷酸 | 50% | 120 | C | |
| 氯化铁 | 10% | 25 | A | 氯化钠 | 10% | 100 | A | |
| 应力腐蚀按 NACE TM.01.07 标准：水溶液 NaCl 50 g/L + CH₃COOH 5 g/L，H₂S 饱和 1 气压 (pH=3)，24-26.8°C，拉伸应力为屈服强度 90%，试样按 TM.01.07，UTS ≥ 1600 N/mm²，YS 0.2% ≥ 1130 N/mm² | 最小保证时间：720 小时无失效 结果：720 小时无失效 补充测试：温度升至 150°C，压力增加 结果：1370 小时无断裂、无开裂，测试终止 |
|||||||
加工性
因材料在拉拔态下具有高力学性能且加工中易冷作硬化，加工需特别注意：
- 使用刚性好、精度高的机床
- 采用适中的切削速度
- 使用硬质合金刀具或焊接刀片，大前角
- 使用高性能冷却润滑切削液
热处理制度
520°C / 3 小时 – 空冷
- 热处理在冷成形或加工后进行，工件无变形
- 首选真空炉 (10⁻⁵ Torr) 或保护气氛 (氩气) 下进行
- 空气中加热不影响力学性能，但会影响表面外观
- 对退火态材料影响可忽略，对冷拔材料影响显著
热处理后清洗（去除润滑膜及酸洗）三种方法：
- 磷酸 6%，70°C，浸泡 15-20 分钟，热/冷水冲洗干燥
- 硝酸 30%，40°C，浸泡 2-3 分钟，热/冷水冲洗干燥
- 盐酸 40% + 硝酸 5%，室温，随后硝酸 40% 钝化，室温，热/冷水冲洗干燥
供货形式
- 盘条和矫直磨光棒材（最小直径 1 mm）
- 退火态：直径 0.60 mm 至 18 mm
- 硬态：直径 0.012 mm 至 15 mm
- 其他选项请联系供应商
表面处理
除机械除垢外，空气加热形成的氧化膜可用沸腾的含 5% 氢氟酸和 12% 硝酸的水溶液浸泡去除。UGI® PHYNOX® 可用牙科用钴基合金电解抛光产品进行电化学抛光。
焊接与钎焊
UGI® PHYNOX® 易于焊接：电阻点焊、电子束焊、激光焊、氩弧焊。也可钎焊。但因时效硬化仅在冷加工区获得，设计时需将焊缝/钎焊接头置于低应力区，或采用不连续接头。
金属
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