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🌡️ BS 2HR 是英国航空航天标准体系(Aerospace Series)中专门针对耐热合金(heat-resisting alloys)的一组材料规范,由 BSI 技术委员会 ACE/61(Metallic materials for aerospace purposes)及其下属小组 ACE/61/-/48(Heat resisting alloys)制定,用于飞机发动机、燃气轮机、火箭及高温结构件上使用的镍基、钴基等高温合金材料。该系列的规范号采用 “BS 2HR xxx” 的编号形式,其前身为早期的 “BS HR xxx”(如 BS HR 203:1972 等),2009 年起修订为 BS 2HR 版,并以表格形式(依据 EN 4500-1 与 EN 4500-3)给出技术要求,使材料性能要求与欧洲航空航天材料标准体系保持一致。系列覆盖板材、薄板、带材、棒材、锻件等多种半成品形态。
耐热合金指在高温下仍能保持足够强度、抗氧化与抗蠕变能力的金属材料,航空领域主要使用镍基、钴基及铁-镍基高温合金。BS 2HR 系列为这类材料规定了化学成分、供应状态(如退火、固溶、时效)、力学性能(室温与高温拉伸、持久/蠕变)、组织与缺陷要求、以及检验与标识要求。材料主要用于航空发动机的燃烧室、涡轮导向器、涡轮叶片与盘件,以及排气系统、加力燃烧室等高温部件。
下表列出 BS 2HR 系列的部分规范号及其材料主题(编号对应 digest 文件清单,牌号以可读文本为据)。
| 规范号 | 材料/形态 | 说明 |
|---|---|---|
| BS 2HR 203 | 镍-铬-钛耐热合金板、薄板、带材(Ni 基,Cr 19.5,Ti 0.4) | 2009 版,替代 BS HR 203:1972 |
| BS 2HR 204 | 镍-铬-铁-钼-钴-钨耐热合金板、薄板、带材(Ni 基,Cr 21.7,Fe 18.5,Mo 9,Co 1.5,W 0.6) | 2009 版,替代 BS HR 204:1972 |
| BS 2HR 205 | 镍-铜合金薄板与带材,退火态(Ni 基,Cu 31) | 2009 版,替代 BS HR 205:1989 |
| BS 2HR 206~209 | 其他镍基耐热合金板/带/薄板 | 扫描版 |
| BS 2HR 240 | 特定耐热合金棒材/锻件 | 扫描版 |
| BS 2HR 3~6 | 镍基耐热合金棒材/锻件/锻坯 | 扫描版 |
| BS 2HR 40 | 耐热合金半成品 | 扫描版 |
| BS 2HR 51~55 | 特定牌号耐热合金 | 扫描版 |
| BS 2HR 402~404 | 耐热合金铸件/锻件 | 扫描版 |
| BS 2HR 505~506 | 耐热合金丝/带 | 扫描版 |
| BS 2HR 650 | 特定耐热合金产品 | 扫描版 |
镍基耐热合金的耐热性来自固溶强化(Cr、Mo、W、Co 固溶于基体)与沉淀强化(Ti、Al 形成 γ′ 相 Ni₃(Al,Ti))。系列各规范规定了各元素的含量范围、杂质元素(如 S、P、Si、Fe、Cu)上限,以保证材料在高温下的组织稳定与抗蠕变能力。例如 BS 2HR 203 为含 Cr 19.5%、Ti 0.4% 的镍-铬-钛合金板/带,BS 2HR 204 为含 Cr 21.7%、Fe 18.5%、Mo 9%、Co 1.5%、W 0.6% 的复杂多元镍基合金板/带。
材料通常以固溶或固溶+时效状态供应。规范以表格形式(依 EN 4500-1 与 EN 4500-3)给出室温拉伸强度、屈服强度、断后伸长率、断面收缩率,以及高温下(如 650℃、750℃ 或更高)的拉伸与持久性能。部分规范还规定晶粒度、表面缺陷、脱碳或增碳限量、无损检验(如超声波、渗透、射线)要求。
镍基耐热合金的固溶处理温度、时效温度与时间、冷却方式决定其沉淀相析出与晶粒尺寸,进而决定强度与持久寿命。各规范对热处理制度给出明确规定,并要求晶粒均匀、无有害相(如 σ 相、Laves 相)过量析出。