一、材料概述

ZG35NiCrMo是一种以镍（Ni）、铬（Cr）、钼（Mo）为主要合金元素的高性能铸造合金钢，属于高强度、耐高温及抗腐蚀的特种铸钢。该材料通过多元合金化设计，显著提升了综合力学性能与高温稳定性，适用于极端工况下的承力部件，如核电设备、航空航天结构件、重型机械核心组件等。其核心优势在于通过镍的固溶强化、铬的抗氧化性及钼的抗蠕变能力协同作用，实现高强度与耐环境失效的平衡。


二、化学成分与核心特性


典型化学成分

（质量百分比）：


碳（C）

：0.30%~0.37%，提供基础强度并调控淬透性。


镍（Ni）

：1.00%~2.50%，增强低温韧性及耐腐蚀性，抑制氢脆风险。


铬（Cr）

：1.00%~2.00%，形成致密氧化膜以提升高温抗氧化能力。


钼（Mo）

：0.20%~0.30%，提高抗蠕变性能及高温强度稳定性。


其他元素

：锰（Mn≤0.80%）、硅（Si≤0.50%），硫（S≤0.035%）、磷（P≤0.035%），确保材料纯净度与加工性。


核心特性

：

1.

高温稳定性

：长期服役温度可达500℃以上，短时耐受峰值温度600℃。

2.

强韧结合

：抗拉强度≥686 MPa，冲击韧性≥27 J/cm²，兼具高承载与抗冲击能力。

3.

耐腐蚀性

：在含硫、氯离子及弱酸性介质中表现优异，适用于海洋及化工环境。


三、物理与机械性能


密度

：7.8~7.9 g/cm³，略低于常规钢材，适合轻量化设计。


熔点

：1380~1450℃，适应高温铸造及热处理工艺。


热膨胀系数

：12.5×10⁻⁶/K（20~400℃），高温下尺寸稳定性优异。


机械性能

（典型铸造+热处理后）：


抗拉强度（σb）

：≥686 MPa


屈服强度（σ0.2）

：≥588 MPa


延伸率（δ5）

：≥12%


断面收缩率（Z）

：≥20%


冲击韧性（KV₂）

：≥27 J/cm²


硬度

：≤214 HB（退火态），淬火后可达350~450 HB。


四、热处理工艺

1.

退火


温度

：850~950℃，保温后缓冷至500℃以下出炉，消除铸造应力并改善切削性能。

2.

正火


温度

：900~950℃，空冷细化晶粒，提升力学性能均匀性。

3.

调质处理


淬火

：840~870℃保温后油淬或水淬，形成高硬度马氏体组织。


回火

：590~610℃回火，消除内应力并优化强韧匹配，获得最佳综合性能。

4.

表面强化


QPQ处理

（氮化+氧化复合工艺）：表面硬度提升至800~1000 HV，耐腐蚀性增强360小时以上盐雾测试性能。


五、加工与焊接性能


铸造工艺

·适用于砂型铸造、离心铸造及精密熔模铸造，需控制冷却速率以避免缩孔与热裂纹。


冷/热加工

·退火态下可进行冲压、切削加工，推荐硬质合金刀具，切削速度宜适中。

·热锻温度范围：1100~900℃，终锻温度≥850℃，避免高温脆性。


焊接工艺


预热

：焊前需预热至200~300℃，防止冷裂纹。


焊材选择

：匹配镍基焊材（如ERNiCrMo-3），或高铬镍奥氏体焊材以兼容焊接性。


焊后处理

：立即进行620~650℃回火，消除残余应力并恢复热影响区韧性。


六、应用领域

1.

能源与化工


核电主泵壳体

：耐高温高压及辐射环境，保障核岛设备安全性。


加氢反应器内构件

：耐受含硫油气腐蚀及氢脆风险。

2.

航空航天


发动机涡轮支架

：高比强度与抗蠕变能力适配高转速工况。


起落架承力部件

：抗冲击疲劳性能满足频繁起降需求。

3.

重型机械


矿山破碎机转子

：高硬度和耐磨性延长关键部件寿命。


大型挤压机模座

：高温下保持尺寸稳定性，减少变形失效。

4.

海洋工程


深海钻井平台阀体

：耐海水腐蚀与高压冲击，保障密封可靠性。


船舶推进器轴套

：抗空泡腐蚀与交变载荷，降低维护频率。