难变形高温合金(镍基高温合金缺点)

难变形高温合金(镍基高温合金缺点)

Q1：以镍为基体和以铁为基体的高温合金性能有什么区别?

镍基高温合金相对铁基高温合金可以承受更高的使用温度。镍基高温合金是以镍为基体(含量一般大于50%) 在650～1000℃范围内具有较高的强度和良好的抗氧化、抗燃气腐蚀能力的高温合金。镍基合金是高温合金中应用最广、高温强度最高的一类合金。其主要原因，一是镍基合金中可以溶解较多合金元素，且能保持较好的组织稳定性;
二是可以形成共格有序的 A3B型金属间化合物γ'
[Ni3(Al，Ti)]相作为强化相，使合金得到有效的强化，获得比铁基高温合金和钴基高温合金更高的高温强度;
三是含铬的镍基合金具有比铁基高温合金更好的抗氧化和抗燃气腐蚀能力。镍基合金含有十多种元素，其中Cr主要起抗氧化和抗腐蚀作用，其他元素主要起强化作用。根据它们的强化作用方式可分为：固溶强化元素，如钨、钼、钴、铬和钒等;
沉淀强化元素，如铝、钛、铌和钽;晶界强化元素，如硼、锆、镁和稀土元素等。铁基高温合金是一种在600~800摄氏度高温下有一定强度和抗氧化、抗燃气腐蚀的材料。主要以铁为基体、含一定量铬和镍的奥氏体合金。铁基高温合金中的镍是形成和稳定奥氏体的主要元素,并在时效处理过程中形成Ni3(Ti、Al)沉淀强化相。铬主要用来提高抗氧化性、抗燃气腐蚀性。钼、钨用来强化固溶体。铝、钛、铌用于沉淀强化。碳、硼、锆等元素则用于强化晶界。铁基高温合金按制造工艺可分为变形高温合金和铸造高温合金，按强化方式可分为加工硬化型、固溶强化型和沉淀强化型高温合金（见金属的强化）。一些典型的铁基高温合金的成分和性能见表。组织 铁基高温合金的基体为奥氏体，主要的沉淀强化相有γ'
【Ni3(Ti、Al)】和γ"(Ni3Nb)相两类。此外，还有微量碳化物、硼化物、Laves（如Fe2Mo)相和δ相等。与镍基高温合金组织相比,铁基合金中相组织较复杂,稳定性较差,容易析出η(如Ni3Ti)、σ(如FexCry)、G(如Fe6Ni16Si7)、μ(如Fe7Mo6)和Laves等有害相(见合金相)。几种典型合金的组织见。

Q2：单晶高温合金相对一般高温合金有什么优势

铸造高温合金是指可以或只能用铸造方法成型零件的一类高温合金。其主要特点是：1.具有更宽的成分范围由于可不必兼顾其变形加工性能，合金的设计可以集中kao虑优化其使用性能。如对于镍基高温合金，可通过调整成分使γ’含量达60%或更高，从而在高达合金熔点85%的温度下，合金仍能保持优良性能。2.具有更广阔的应用领域由于铸造方法具有的特殊优点，可根据零件的使用需要，设计、制造出近终形或无余量的具有任意复杂结构和形状的高温合金铸件。根据铸造合金的使用温度，可以分为以下三类：第一类：在-253～650℃使用的等轴晶铸造高温合金这类合金在很大的范围温度内具有良好的综合性能，特别是在低温下能保持强度和塑性均不下降。如在航空、航天发动机上用量较大的K4169合金，其650℃拉伸强度为1000MPa、屈服强度850MPa、拉伸塑性15%;
650℃，620MPa应力下的持久寿命为200小时。已用于制作航空发动机中的扩压器机匣及航天发动机中各种泵用复杂结构件等。第二类：在650～950℃使用的等轴晶铸造高温合金这类合金在高温下有较高的力学性能及抗热腐蚀性能。例如K419合金，950℃时，拉伸强度大于700MPa、拉伸塑性大于6%;
950℃，200小时的持久强度极限大于230MPa。这类合金适于用做航空发动机涡轮叶片、导向叶片及整铸涡轮。第三类：在950～1100℃使用的定向凝固柱晶和单晶高温合金这类合金在此温度范围内具有优良的综合性能和抗yang化、抗热腐蚀性能。例如DD402单晶合金，1100℃、130MPa的应力下持久寿命大于100小时。这是国内使用温度最高的涡轮叶片材料，适用于制作新型高性能发动机的一级涡轮叶片。随着精密铸造工艺技术的不断提高，新的特殊工艺也不断出现。细晶铸造技术、定向凝固技术、复杂薄壁结构件的CA技术等都使铸造高温合金水平大大提高，应用范围不断提高。高温合金主要牌号：固溶强化型铁基合金：GH1015、GH1035、GH1040、GH1131、GH1140时效硬化性铁基合金：GH2018、GH2036、GH2038、GH2130、GH2132、GH2135、GH2136、GH2302、GH2696固溶强化型镍基合金：GH3030、GH3039、GH3044、GH3028、GH3128、GH3536、GH605,GH600时效硬化型镍基合金：GH4033、GH4037、GH4043、GH4049、GH4133、GH4133B、GH4169、GH4145、GH4090国外的高温合金叫包含inconel系列 incoloy系列 Hastelloy系列成分和性能镍基合金是高温合金中应用最广、高温强度最高的一类合金。其主要原因，一是镍基合金中可以溶解较多合金元素，且能保持较好的组织稳定性;二是可以形成共格有序的 A3B型金属间化合物γ'
[Ni3(Al，Ti)]相作为强化相，使合金得到有效的强化，获得比铁基高温合金和钴基高温合金更高的高温强度;三是含铬的镍基合金具有比铁基高温合金更好的抗yang化和抗燃气腐蚀能力。镍基合金含有十多种元素，其中Cr主要起抗yang化和抗腐蚀作用，其他元素主要起强化作用。根据它们的强化作用方式可分为：固溶强化元素，如钨、钼、钴、铬和钒等;
沉淀强化元素，如铝、钛、铌和钽;晶界强化元素，如硼、锆、镁和稀土元素等。镍基高温合金按强化方式有固溶强化型合金和沉淀强化型合金。固溶强化型合金具有一定的高温强度，良好的抗yang化，抗热腐蚀，抗冷、热疲劳性能，并有良好的塑性和焊接性等，可用于制造工作温度较高、承受应力不大(每平方毫米几公斤力)的部件，如燃气轮机的燃烧室沉淀强化型合金通常综合采用固溶强化、沉淀强化和晶界强化三种强化方式，因而具有良好的高温蠕变强度、抗pi劳性能、抗yang化和抗热腐蚀性能，可用于制作高温下承受应力较高(每平方毫米十几公斤力以上的部件，如燃气轮机的涡轮叶片等。

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