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高溫合金是指以鐵、鎳、鈷為基,能在600℃以上的高溫及一定應力作用下長期工作的一類金屬材料;并具有較高的高溫強度,良好的抗氧化和抗腐蝕性能,良好的疲勞性能、斷裂韌性等綜合性能。高溫合金為單一奧氏體組織,在各種溫度下具有良好的組織穩(wěn)定性和使用可靠性,基于上述性能特點,且高溫合金的合金化程度較高,又被稱為“超合金”,是廣泛應用于航空、航天、石油、化工、艦船的一種重要材料。按基體元素來分,高溫合金又分為鐵基、鎳基、鈷基等高溫合金。鐵基高溫合金使用溫度一般只能達到750~780℃,對于在更高溫度下使用的耐熱部件,則采用鎳基和難熔金屬為基的合金。 鎳基高溫合金在整個高溫合金領(lǐng)域占有特殊重要的地位,它廣泛地用來制造航空噴氣發(fā)動機、各種工業(yè)燃氣輪機最熱端部件。若以150MPA-100H持久強度為標準,而目前鎳合金所能承受的最高溫度〉1100℃,而鎳合金約為950℃,鐵基的合金〈850℃,即鎳基合金相應地高出150℃至250℃左右。所以人們稱鎳合金為發(fā)動機的心臟。目前,在先進的發(fā)動機上,鎳合金已占總重量的一半,不僅渦輪葉片及燃燒室,與鐵合金相比,鎳合金的優(yōu)點是:工作溫度較高,組織穩(wěn)定、有害相少及抗氧化搞腐蝕能力大。與鈷合金相比,鎳合金能在較高溫度與應力下工作,尤其是在動葉片場合。 鐵基變形高溫合金牌號
GH1015(GH15)
GH1016(GH16)
GH1035(GH35)
GH1035A(GH35A)
GH1131(GH131)
GH1140(GH140)
GH2036(GH36)
GH2132(GH132)
GH2150(GH150)
GH2302(GH302)
GH2696(GH696)
GH761
GH903
GH907
鎳基變形高溫合金牌號
GH3030(GH30)
GH3039(GH39)
GH3044(GH44)
GH3128(GH128)
GH3536(GH536)
GH3625(GH625)
GH4033(GH33)
GH4037(GH37)
GH4049(GH49)
GH4133(GH4133B)
GH4169(GH169)
GH4220(GH220)
GH4698(GH698)
GH80A
GH90
GH93GH105
GH141
GH145
GH163
GH170
GH500
GH600
GH652
GH706
GH710
GH738
GH742
GH901
江蘇宏揚鎳基金屬制品有限公司 生產(chǎn)工藝;鎳基合金,特別是沉淀強化型合金含有較高的鋁、鈦等合金元素。通常采用真空感應爐熔煉,并經(jīng)真空自耗爐或電渣爐重熔。熱加工采用鍛造、軋制工藝,對于高合金化合金,由于熱塑性差,則采用擠壓開坯后軋制或用軟鋼(或不銹鋼)包套直接擠壓工藝。鑄造合金通常用真空感應爐熔煉母合金,并用真空重熔-精密鑄造法制成零件。
變形合金和部分鑄造合金需進行熱處理,包括固溶處理、中間處理和時效處理,以Udmet 500合金為例,它的熱處理制度分為四段:固溶處理,1175℃,2小時,空冷;中間處理,1080℃,4小時,空冷;一次時效處理,843℃,24小時,空冷;二次時效處理,760℃,16小時,空冷。以獲得所要求的組織狀態(tài)和良好的綜合性能。鎳基合金的顯微組織特點及其發(fā)展情況,合金中除奧氏體基體外,還有在基體中弭散分布的γ'相,在晶界上的二次碳化物和在凝固時析出的一次碳化物和硼化物等。隨著合金化程度的提高,其顯微組織的變化有如下趨勢:γ'相數(shù)量逐漸增多,尺寸逐漸增大,并由球狀變成立方體,同一合金中出現(xiàn)尺寸和形態(tài)不相同的γ'相。在鑄造合金中還出現(xiàn)在凝固過程中形成的γ+γ'共晶,晶界析出不連續(xù)的顆粒狀碳化物并被γ'相薄膜所包圍,組織的這些變化改善了合金的性能。
現(xiàn)代鎳基合金的化學成分十分復雜,合金的飽和度很高,因此要求對每個合金元素(尤其是主要強化元素)的含量嚴加控制,否則會在使用過程中容易析出有害相,如σ、µ相,損害合金的強度和韌性。在鎳基鑄造高溫合金中發(fā)展出了定向結(jié)晶渦輪葉片和單晶渦輪葉片。
定向結(jié)晶葉片消除了對空洞和裂紋敏感的橫向晶界,使全部晶界平行于應力軸方向,從而改善了合金的使用性能。單晶葉片消除了全部晶界,不必加入晶界強化元素,使合金的初熔溫度相對升高,從而提高了合金的高溫強度,并進一步改善了合金的綜合性能。