中文名稱:高溫合金定義:指在650℃以上的溫度下具有壹定機械性能、抗氧化性和耐腐蝕性的合金，目前常為鎳基、鐵基和鈷基高溫合金的統稱。學科:航空技術(壹級學科)；航空材料(二級學科)本內容由國家科學技術術語審定委員會批準出版。
木版
高溫合金是在600-1200℃高溫下能承受壹定應力，具有抗氧化性或耐腐蝕性的合金。
目錄
簡介
發展
提高強度，固溶強化
沈澱強化
晶界強化
氧化物彌散強化
制造工藝
發展趨勢
技術發展
材料應用簡介
發展
提高強度，固溶強化
沈澱強化
晶界強化
氧化物彌散強化
制造工藝
發展趨勢
技術發展
材料應用
展開並編輯這段介紹。
按基體元素可分為高溫合金、鎳基高溫合金和鈷基高溫合金。按制備工藝可分為變形高溫和高溫合金
合金、鑄造高溫合金和粉末冶金高溫合金。根據強化方法，有固溶強化、沈澱強化、氧化物彌散強化和纖維強化。高溫合金主要用於制造航空、船舶和工業燃氣輪機的渦輪葉片、導向葉片、渦輪盤、高壓壓氣機盤和燃燒室等高溫部件，也用於制造航空航天器、火箭發動機、核反應堆、石油化工設備和煤炭轉化等能量轉換裝置。
編輯此段落發展
發展過程自20世紀30年代末，英國、德國、美國等國家開始研究高溫合金。第二次世界大戰期間，為了滿足新型航空發動機的需要，高溫合金的研究和應用進入了蓬勃發展時期。20世紀40年代初，英國首次在80Ni-20Cr合金中加入少量鋁和鈦形成γ相進行強化，並研制出第壹種高溫強度更高的鎳基合金。同時，為了滿足活塞式航空發動機渦輪增壓器發展的需要，美國開始用Vitallium鈷基合金制造葉片。此外，美國還研制出因科鎳合金來制造噴氣發動機的燃燒室。後來，冶金學家為了進壹步提高合金的高溫強度，在鎳基合金中加入了鎢、鉬、鈷等元素，增加鋁、鈦的含量，開發了壹系列品牌的合金，如英國的“Nimonic”，美國的“Mar-M”和“IN”。高溫合金如鎳和鎢被添加到鈷基合金中。
元素，研制出多種高溫合金，如X-45、HA-188、FSX-414等。由於鈷資源的缺乏，鈷基高溫合金的發展受到限制。20世紀40年代，高溫合金也發展起來了。50年代出現了A-286、Incoloy901等品牌。但由於高溫穩定性差，從60年代開始發展緩慢。蘇聯在1950左右開始生產“эи”牌鎳基高溫合金，後來又生產了“эп”系列變形高溫合金和с系列鑄造高溫合金。我國從1956開始高溫合金的試制，逐步形成了“GH”系列變形高溫合金和“K”系列鑄造高溫合金。70年代，美國還采用新的生產技術制造了定向結晶葉片和粉末冶金渦輪盤，並開發了單晶葉片等高溫合金部件，以滿足航空發動機渦輪進口溫度不斷提高的需要。北京融品科技有限公司提供高溫合金鍛件。
編輯這壹段以提高強度
溶液濃度
添加元素(鉻、鎢、鉬等。)不同於基質金屬的原子尺寸導致基質金屬晶格的畸變。
加入能降低合金基體層錯能的元素(如鈷)和能減緩基體元素擴散速度的元素(如鎢、鉬)來強化基體。
沈澱強化
通過時效處理，第二相(γ，γ”，碳化物等。)從過飽和固溶體中析出，以強化合金。γ相與基體相同，為面心立方結構，晶格常數與基體接近，與晶體同格。因此，γ相可以以細小顆粒的形式均勻地析出在基體中，阻礙位錯運動，具有顯著的強化作用。γ相是A3B金屬間化合物，A代表鎳和鈷，B代表鋁、鈦、鈮、鉭、釩和鎢，而鉻、鉬和鐵可以同時是A和B..鎳基合金中典型的γ相是Ni3(Al，Ti)。γ相的強化效果可以通過以下途徑增強:①增加γ相的數量；(2)使γ相與基體有適當的失配，以獲得晶格畸變的強化效果；(3)添加Nb、Ta等元素，增加γ相的反相疇界能，從而提高其高溫合金的抗位錯切割能力。
力；④添加鈷、鎢、鉬等元素，提高γ相的強度。γ”相是體心立方結構，其成分為Ni3Nb。由於γ”相與基體的失配較大，可以引起較大程度的晶格畸變，使合金獲得較高的屈服強度。但在700℃以上，強化效果明顯降低。鈷基高溫合金壹般不含γ相，而是用碳化物強化。
晶界強化
在高溫下，合金的晶界是薄弱環節，添加微量硼、鋯和稀土元素可以提高晶界強度。這是因為稀土元素可以凈化晶界，硼和鋯原子可以填充晶界空位，降低蠕變過程中晶界擴散速率，抑制晶界碳化物聚集，促進晶界第二相球化。此外，在鑄造合金中加入適量的鉿也可以提高晶界的強度和塑性。也可以通過熱處理形成鏈狀碳化物或彎曲晶界來提高塑性和強度。
氧化物彌散強化
通過粉末冶金，在高溫下保持穩定的精細氧化物被添加到合金中，這是壹種分散的超級合金。
狀態，從而獲得顯著的強化效果。通常添加的氧化物是ThO2和Y2O3。這些氧化物通過阻止位錯運動和穩定位錯亞結構來強化合金。
編輯本節的制造流程
含少量或不含鋁和鈦的高溫合金壹般用電弧爐或非真空感應爐熔煉。含鋁、鈦的高溫合金在大氣中熔煉時，元素的燒損難以控制，氣體和夾雜物進入較多，應采用真空熔煉。為了進壹步降低夾雜物的含量，改善夾雜物的分布和鑄錠的晶體結構，可以采用熔煉和二次重熔相結合的雙聯工藝。冶煉的主要手段有電弧爐、真空感應爐和非真空感應爐；重熔的主要手段是真空自耗爐和電渣爐。高溫合金
鍛造開坯可用於固溶強化合金和鋁鈦含量低(鋁鈦總量小於4.5%)的合金錠；鋁、鈦含量高的合金壹般是擠壓或軋制成坯料，然後熱軋成產品，有些產品還需要進壹步冷軋或冷拔。直徑較大的合金錠或餅需要用水壓機或快鍛水壓機鍛造。目前，精密鑄造廣泛應用於合金化程度高、不易變形的合金，如鑄造渦輪葉片、導向葉片等。為了減少或消除鑄造合金中垂直於應力軸的晶界和氣孔，近年來發展了定向結晶技術。在該過程中，晶粒在合金凝固期間沿著結晶方向生長，以獲得沒有橫向晶界的平行柱狀晶體。實現定向結晶的首要工藝條件是在液相線和固相線之間建立並保持足夠大的軸向溫度梯度和良好的軸向散熱條件。另外，為了消除所有的晶界，需要研究單晶葉片的制造工藝。粉末冶金工藝主要用於生產沈澱強化和氧化物彌散強化高溫合金。該工藝可使不能變形的鑄造高溫合金普遍獲得塑性甚至超塑性。綜合處理高溫合金的性能與其顯微組織密切相關，而顯微組織是由金屬熱處理控制的。高溫合金通常需要熱處理。沈澱強化合金通常通過固溶處理和時效處理進行處理。固溶強化合金僅通過固溶處理進行處理。壹些合金在時效處理前必須經過壹次或兩次中間處理。首先，固溶處理是使第二相溶入合金基體，從而在高溫下合金化。
時效處理時γ和碳化物(鈷基合金)等強化相均勻析出，二是獲得合適的晶粒尺寸，保證高溫蠕變和持久性能。固溶處理溫度壹般為1040 ~ 1220℃。目前廣泛使用的合金多為時效處理前在1050 ~ 1100℃進行中間處理。中間處理的主要作用是在晶界析出碳化物和γ膜，改善晶界狀態。同時，有些合金還析出壹些大的γ相，與時效處理時析出的細小γ相形成合理的結合。時效處理的目的是從過飽和固溶體中均勻析出γ相或碳化物(鈷基合金)，以提高高溫強度。時效處理溫度壹般為700 ~ 1000℃。
編輯本段的發展趨勢
高溫合金的發展趨勢是進壹步提高合金的工作溫度，提高在中高溫下承受各種載荷的能力，延長合金的使用壽命。就渦輪葉片材料而言，單晶葉片將進入實用階段，定向結晶葉片的綜合性能將得到提高。此外，還可以用淬火合金粉制造多層擴散連接空心葉片，以滿足燃氣溫度升高的需要。就導葉和燃燒室的材料而言，可以采用氧化物彌散強化的合金，大大提高使用溫度。為了提高耐蝕性和耐磨性，合金的防護塗層材料和技術也將得到進壹步發展。
編輯這段技術開發
高梯度定向凝固* * *晶高溫合金K4169的組織與性能高溫合金組織細化與性能優化研究。
鑄造鎳基高溫合金中ni5zr的定向溶解和轉變過程及鉿含量對鎳基高溫合金的影響:鎂對高溫合金GH220的影響:GH2027高溫合金第二相的研究:Ni_3Al基高溫合金中添加碳化物顆粒的研究:鎳-鉻-鈷高溫合金中MC和M3B _ 2相的析出。GH4145/SQ的高溫低周疲勞行為變形高溫合金成形質量控制中的轉變研究:具有* * *晶體高溫合金的高梯度定向凝固的組高溫合金。
K4169高溫合金組織細化及性能優化研究:鑄造鎳基高溫合金中ni5zr的溶解和轉變取向過程及鉿含量對鎳基高溫合金的影響:Mg在GH220高溫合金中的作用:FGH95粉末高溫合金應力時效過程中的顯微組織和相分析:Rene'88DT粉末高溫合金的顯微組織和γ′相析出。鎳基粉末高溫合金中夾雜物引起裂紋萌生和擴展行為的力學研究鎳基粉末高溫合金中夾雜物的微觀力學行為研究粉末高溫合金的研究與發展
編輯這段材料申請
高溫合金是指壹種以鐵、鎳、鈷為基礎，能在600℃以上的高溫和壹定應力下長期工作的金屬材料。它具有較高的高溫強度、良好的抗氧化和耐腐蝕性能、良好的疲勞性能、斷裂韌性等綜合性能。高溫合金是單壹奧氏體組織，在各種溫度下具有良好的結構穩定性和可靠性。
基於上述性能特點，且合金化程度高的高溫合金，又稱“超合金”，是廣泛應用於航空、航天、石油、化工和船舶的重要材料。根據基體元素，高溫合金可分為鐵基、鎳基和鈷基高溫合金。高溫合金的使用溫度壹般只能達到750~780℃。對於在較高溫度下使用的耐熱零件，使用基於鎳和難熔金屬的合金。鎳基高溫合金在整個高溫合金領域占有特別重要的地位，廣泛用於制造航空噴氣發動機和各種工業燃氣輪機的最熱部件。如果以150MPA-100H的持久強度為標準，目前鎳合金能承受的最高溫度> 1100℃，而鎳合金約為950℃，鐵基合金< 850℃，即鎳基合金相應高於150℃至250℃。所以人們稱鎳合金為發動機的心臟。目前，在先進的發動機中，鎳合金已經占到總重量的壹半。不僅渦輪葉片和燃燒室，渦輪盤甚至最後幾級的壓氣機葉片都開始使用鎳合金。與鐵合金相比，鎳合金具有工作溫度高、組織穩定、有害相少、氧化和腐蝕能力強等優點。與鈷合金相比，鎳合金可以在更高的溫度和應力下工作，尤其是在動葉片中。鎳合金的上述優點與鎳合金的壹些優異性能有關。鎳是面心立方，結構很高。真空爐是生產高溫合金的關鍵設備。
穩定，從室溫到高溫無同素異形轉變；這對基體材料的選擇非常重要。眾所周知，奧氏體組織比鐵素體組織有壹系列的優點。鎳的化學穩定性高，在500℃以下幾乎不氧化，在理論溫度下不受熱氣體、水和某些鹽水溶液的影響。鎳在硫酸和鹽酸中溶解緩慢，但在硝酸中溶解迅速。鎳具有很大的合金化能力，即使加入十余種合金元素也沒有有害相，為提高鎳的各種性能提供了潛在的可能性。純鎳雖然機械性能不強，但可塑性極好，尤其是低溫下。