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1、高溫合金報告人：舒淑奇學(xué)號：08120039目錄一、發(fā)展過程二、分類三、成分和性能四、生產(chǎn)工藝高溫合金材料(superalloymaterial)一般指在600℃以上承受一定應(yīng)力條件下工作的合金材料。它不但有良好的高溫抗氧化和抗腐蝕能力，而且有較高的高溫強(qiáng)度、蠕變強(qiáng)度和持久性能以及良好的抗疲勞性能。它是現(xiàn)代航空發(fā)動機(jī)、航天器和火箭發(fā)動機(jī)以及艦艇和工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)的關(guān)鍵熱端部件材料（如渦輪葉片、導(dǎo)向器葉片、渦輪盤、燃燒室和機(jī)匣等），也是核反應(yīng)堆、化工設(shè)備、煤轉(zhuǎn)化技術(shù)等方面需要的重要高溫結(jié)構(gòu)材料。高溫合金汽車增
2、壓器噴嘴環(huán)葉片燃?xì)廨啓C(jī)渦輪零件鎳基高溫合金是30年代后期開始研制的1941：英國首先生產(chǎn)出鎳基合金Nimonic75(Ni-20Cr-0.4Ti)；為了提高蠕變強(qiáng)度又添加鋁，研制出Nimonic80(Ni-20Cr-2.5Ti-1.3Al)。40年代中期：美國40年代后期：蘇聯(lián)50年代中期：中國一、發(fā)展過程鎳基合金發(fā)展的兩個方面包括：合金成分的改進(jìn)和生產(chǎn)工藝的革新50年代初：真空熔煉技術(shù)的發(fā)展，為煉制含高鋁和鈦的鎳基合金創(chuàng)造了條件。初期的鎳基合金大都是變形合金。50年代后期：采用熔模精密鑄造工藝，發(fā)展出
3、一系列具有良好高溫強(qiáng)度的鑄造合金。60年代中期：發(fā)展出性能更好的定向結(jié)晶和單晶高溫合金以及粉末冶金高溫合金。為了滿足艦船和工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)的需要，60年代以來還發(fā)展出一批抗熱腐蝕性能較好、組織穩(wěn)定的高鉻鎳基合金。在從40年代初到70年代末大約40年的時間內(nèi)，鎳基合金的工作溫度從700℃提高到1100℃，平均每年提高10℃左右。高溫合金材料按制造工藝，可分為變形高溫合金、鑄造高溫合金、粉末冶金高溫合金和發(fā)散冷卻高溫合金。按合金基體元素，可分為鐵基、鎳基和鈷基高溫合金，使用最廣的是鎳基高溫合金，其高溫持久強(qiáng)度最
4、高，鈷基高溫合金次之，鐵基高溫合金最低。按強(qiáng)化方式，可分為固溶強(qiáng)化高溫合金、時效強(qiáng)化高溫合金和氧化物彌散強(qiáng)化高溫合金。按主要用途又可分為板材合金、棒材合金和盤材合金。二、分類鎳基變形高溫合金(wroughtnickel-basesuperalloy)以鎳為主要基體成分的變形高溫合金。鎳基變形高溫合金以漢語拼音字母“GH”加序號表示，如GH36、GH49、GH141等。它可采用常規(guī)的鍛、軋和擠壓等冷、熱變形手段加工成材。按強(qiáng)化方式可分為固溶強(qiáng)化鎳基變形高溫合金，弱時效強(qiáng)化鎳基變形高溫合金和強(qiáng)時效強(qiáng)化鎳基變
5、形高溫合金3類。用途：鎳基變形高溫合金廣泛地用來制造航空噴氣發(fā)動機(jī)、各種工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)的熱端部件，如工作葉片，導(dǎo)向葉片、渦輪盤和燃燒室等。高溫合金（GH132、GH145、GH169）GH3039等高溫合金系列合金元素的作用：鉻在鎳基變形高溫合金中的主要作用：增加抗氧化及耐蝕能力。20世紀(jì)40～50年代發(fā)展的鎳基變形高溫合金中鉻含量高達(dá)18%～20%，在60年代，為了提高高溫強(qiáng)度，將鉻含量降低到8%～12%。過度降鉻有損抗氧化、耐蝕能力。三、成分和性能固溶強(qiáng)化鎳基變形高溫合金中加入較多的鎢、鉬、鈷等元素。
6、弱時效強(qiáng)化鎳基變形高溫合金可添加一定量的鋁、鈦、鈮等時效強(qiáng)化元素。強(qiáng)時效強(qiáng)化鎳基變形高溫合金中則可以加入多量的鋁、鈦、鈮元素，但其總量不能超過7.5%。也加入硼、鈰、鎂等晶界強(qiáng)化元素。組織特點(diǎn)：主要的強(qiáng)化相是γ′(Ni3Al)相，含量達(dá)20%～55%左右。另一類強(qiáng)化相是γ″(Ni3Nb)相，在700℃以下對強(qiáng)度的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)大于γ′相，特別顯著地提高屈服強(qiáng)度，是渦輪盤材料中有名的強(qiáng)化相。加工方法：變形高溫合金塑性較低，變形抗力大，特別是含γ′相很高的強(qiáng)時效強(qiáng)化鎳基變形高溫合金，使用普通的熱加工手段變形有一定困
7、難，往往需采取一些特殊的加工工藝，如鋼錠直接軋制、鋼錠包套直接軋制和包套鐓餅等新工藝。也采用加鎂微合金化和彎曲晶界熱處理工藝來提高塑性。鎳基鑄造高溫合金 （castnickel-basesuperalloy）以鎳為主要成分的鑄造高溫合金，以“K”加序號表示，如K1、K2等。隨著使用溫度和強(qiáng)度的提高，高溫合金的合金化程度越來越高，熱加工成形越來越困難，必須采用鑄造工藝進(jìn)行生產(chǎn)。另外，采用冷卻技術(shù)的空心葉片的內(nèi)部復(fù)雜型腔，只能采用精密鑄造工藝才能生產(chǎn)。這樣，鎳基變形高溫合金就轉(zhuǎn)化為鎳基鑄造高溫合金。添加元素
8、及作用：鎳基鑄造高溫合金以γ相為基體，添加鋁、鈦、鈮、鉭等形成γ′相進(jìn)行強(qiáng)化，γ′相數(shù)量較多，有的合金高達(dá)60%；加入鈷能提高γ′相的溶解溫度，提高合金的使用溫度；鉬、鎢、鉻具有強(qiáng)化固溶體的作用，鉻、鉬、鉭還能形成一系列對晶界產(chǎn)生強(qiáng)化作用的碳化物；鋁和鉻有助于抗氧化能力，但鉻降低γ′相的溶解度和高溫強(qiáng)度，因此鉻含量應(yīng)低些；鉿：改善合金中溫塑性和強(qiáng)度；為了強(qiáng)化晶界，添加適量硼、鋯等元素。缺點(diǎn)及克服方法（1）疲勞性能稍差、塑性較低、使用中組織穩(wěn)
