GH4090高温合金热处理方式和特点(K414高温合金)

今天给各位分享GH4090高温合金热处理方式和特点的知识，其中也会对K414高温合金进行分享，希望能对你有所帮助！

本文导读目录：

1、GH4090高温合金热处理方式和特点

2、K414高温合金

3、航空发动机国产化时代，高温合金崛起

GH4090高温合金热处理方式和特点

　　GH4090是Ni-Cr-Co基沉淀硬化型变形高温合金，使用温度高达920℃。

　　合金在815870℃具有较高的抗拉强度和抗蠕变能力、良好的抗氧化和耐腐蚀性能，在冷热反复交替作用下有较高的疲劳强度。

　　适合制作航空涡轮发动机涡轮盘、叶片、高温紧固件、卡箍、密封圈及弹性元件等。

　　GH4090高温合金已用于制作航空发动机高温弹簧原件、高温紧固件、燃烧室卡圈和止动销等零部件。

　　相近牌号在国外还用于制作航空发动机涡轮工作叶片、涡轮盘等零部件。

　　高温合金是指以铁、镍、钴为基，能在600℃以上的高温及一定应力作用下长期工作的一类金属材料；并具有较高的高温强度，良好的抗氧化和抗腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能。

　　高温合金为单一奥氏体组织，在各种温度下具有良好的组织稳定性和使用可靠性。

　　2)系列GH2035AGH2036GH2038GH2130GH2132GH2135GH2150GH2302GH2696GH2706。

　　3)系列GH3007GH3030GH3039GH3044GH3128GH3170GH3536GH3600GH3625GH3652。

　　GH4133BGH4141GH4145GH4163GH4169GH4199GH4202GH4220GH4413GH4500。

　　自然时效强化是在室温放置过程中使合金产生强化;而人工时效强化是在低温加热过程中使合金产生强化。

　　两者都是以固溶强化为前提,都是为了提高合金强度。

　　④晶界强化的出现时因为在高温下,合金的晶界是薄弱环节,加入微量的硼、锆和稀土元素可改善晶界强度。

K414高温合金

　　K414是镍基沉淀硬化型等轴晶铸造高温合金，长时使用温度600℃、短时使用温度800℃900℃。

　　合金中加入铬、钼等元素进行固溶强化，加入铝、钛等元素形成Y时效强化相，加入硼和铈元素净化和强化晶界。

　　合金在中低温条件下，具有较高的强度和塑性，高的中温持久寿命。

　　合金具有良好的抗燃气侵蚀能力，以及良好的铸造和加工性能。

　　主要产品为航天发动机整铸导向器、航空发动机尾喷口精铸件等。

　　合金已用于制作航天发动机导向器精铸件、航空发动机尾喷口铸件，批产和使用情况良好。

航空发动机国产化时代，高温合金崛起

　　受限于产能和部分产品的质量，我国高温合金41%左右的需求仍依赖进口，进口替代空间较大。

　　我国军用和民用航空发动机的国产化趋势明显，新一代核心军用发动机WS-15、WS-20有望批量装载新型军机，国产民用“长江”系列发动机也将实现进口替代，发动机的国产化趋势将直接带动高温合金实现进口替代。

　　高温合金是指以铁、镍、钴为基，能在600C以上的高温及一定应力作用下长期工作的一类金属材料。

　　相比于传统金属，其特点是具有较高的高温强度、良好的抗高温氧化性和抗热腐蚀性，同时具备良好的抗疲劳性能、塑韧性等综合性能。

　　航空发动机、燃气轮机等产生极大热能的工作环境是高温合金的主要应用场景：以国产主力涡扇发动机WS-10为例，其涡轮前燃气温度达到约1100K，几乎是普通钢材的熔点温度。

　　其中热端部件主要包括燃烧室、导向器（导向叶片）、涡轮叶片（工作叶片）和涡轮盘，高温合金是航空发动机热端部件的关键材料。

　　在现代航空发动机中，高温合金材料的用量占发动机总重量的40%60%。

　　以美国第三代战斗机F110发动机总重1.8吨为例，高温合金用量在0.9吨左右。

　　高温合金下游应用广泛，目前主要应用于航空航天领域。

　　高温合金最初的研制主要为了满足新型航空发动机的需求，但由于其良好的耐高温，耐腐蚀等性能，逐渐被应用到电力，船舰，汽车，冶金，玻璃制造，原子能等工业领域。

　　根据《工业燃气轮机涡轮叶片用铸造高温合金研究及应用进展，目前高温合金下游最大的应用领域为航空航天用发动机，占比约55%，其次为能源发电用燃气轮机，占比约20%。

　　全球航空发动机需求量的增加推动了高温合金市场的发展。

　　2014-2018年，全球高温合金市场规模从97.54亿美元上升为约121.63亿美元，年复合增长率为3.2%，与航空发动机销量增速4.07%相近。

　　3.1目前国内高温合金市场处于快速发展期。

　　目前，国内高温合金应用最为成熟、最主要的应用领域为航空发动机，国内军用和民用飞机交付量的增加以及发动机国产化趋势，将带动国内高温合金需求的高速增长，此外，高温合金在燃气轮机及汽车发动机领域的应用发展趋势较好，其进一步驱动高温合金需求的增长。

　　发动机国产化趋势明显，驱动国内高温合金行业进口替代。

　　从上世纪中叶至今，我国发动机经历了从仿制到独立研制的发展历程，目前，我国战斗机、运输机、战斗直升机及训练机中的主流核心机型已实现发动机的国产化，未来，随着WS-15、WS-20等新一代核心发动机的定型，并批量装载于新一代军机，其将直接驱动国内高温合金需求增长，间接实现高温合金进口替代。

　　3）燃气轮机：燃气发电和舰船量产打开高温合金潜在市场空间。

　　舰船用燃气轮机高温合金需求来自于新型舰船量产及涡轮叶片更新替换。

　　一方面，我国新型舰船燃气轮机单台高温合金含量高，量产带动的需求量较大。

　　据不完全统计，截止2019年底，我军舰总数240艘，其中航空母舰2艘，驱逐舰及护卫舰127艘，登陆舰49艘，小型作战舰艇62艘，目前，我国军舰主要增量来自于驱逐舰及护卫舰，是我国主流军舰。

　　其中，新型驱逐舰055型驱逐舰于2014年定型，并于2019年开始服役，是未来主力量产的驱逐舰，055型驱逐舰装配4台我国自产QC/QD-280燃气轮机作为动力装置，按其仿制机型UGT25000重量16吨，高温合金含量占比30%，成材率20%计算，单台055型驱逐舰消耗高温合金96吨。

　　新型护卫舰056A型护卫舰于2013年开始服役，目前正处于量产期，其采用2台柴油发动机作为动力装置，参照欧美、俄罗斯等国家不断推进燃气轮机在护卫舰的应用，随着我国燃气轮机的国产化发展，未来燃气轮机将成为我国驱逐舰及护卫要动力装置。

　　另一方面，燃气轮机涡轮叶片耗材属性带来的市场空间较大。

　　一台燃气轮机中，各级叶片的平均使用时间为1.5-2.4万小时，即平均更新替换周期为2年，类比于航空发动机，涡扇发动机的叶片约占航空发动机成本的30%，其中热端部件的涡轮叶片占叶片总价值超过60%，涡轮叶片更新替换周期短，价值占比较大，市场空间大。

　　汽车是我国高温合金另一重要应用领域，其中最主要的应用为汽车涡轮增压器，涡轮增压器是汽车等内燃机的重要零配件，其位于发动机进排气系统，通过压缩空气来增加进气量，从而使燃料燃烧更充分，增加发动机的输出功率并降低废气中污染物的排放，以柴油机为例，运用涡轮增压器能够使得功率提升30%50%,并使得油耗降低约5%。

　　基于这些优点，涡轮增压技术已成为公认的降低汽车内燃机油耗和减少废气排放有效的主要技术措施之一。

　　随着全球各国相继制定严格的排放和油耗标准，涡轮增压器在汽车市场的渗透率不断提升，据统计，2015年，我国涡轮增压器配置率为28%，据霍尼韦尔估计，2020年，达到48%，离欧洲地区约80%的装配率水平仍有较大成长空间。

　　目前，受我国排放标准从国五到国六a的过渡发展，以及国六b排放标准进一步严格化的驱动，我国涡轮增压器配置率将加速提升，将带动汽车领域高温合金需求量稳步增长。

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