东莞市欧联金属材料有限公司
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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，且高温合金的合金化程度较高，又被称为“X合金”，是广泛应用于航空、航天、石油、化工、舰船的一种重要材料。按基体元素来分，高温合金又分为铁基、镍基、钴基等高温合金。铁基高温合金使用温度一般只能达到750~780℃，对于在更高温度下使用的耐热部件，则采用镍基和难熔金属为基的合金。 镍基高温合金在整个高温合金X域占有特殊重要的地位，它广泛地用来制造航空喷气发动机、各种工业燃气轮机X热端部件。若以150MPA-100H持久强度为标准，而目前镍合金所能承受的X高温度〉1100℃，而镍合金约为950℃，铁基的合金〈850℃,即镍基合金相应地高出150℃至250℃左右。所以人们称镍合金为发动机的心脏。目前，在X的发动机上，镍合金已占总重量的一半，不仅涡轮叶片及燃烧室，而且涡轮盘甚至后几X压气机叶片也开始使用镍合金。与铁合金相比，镍合金的X点是：工作温度较高，组织稳定、有害相少及抗氧化搞腐蚀能力大。与钴合金相比，镍合金能在较高温度与应力下工作，尤其是在动叶片场合。
镍合金具有上述X点与其本身的某些卓越性能有关。镍为面心立方体，组织非常
稳定，从室温到高温不发生同素异型转变；这对选作基体材料十分重要。众所周知，奥氏体组织比铁素体组织具有一系列的X点。
镍具有高的化学稳定性，在500度以下几乎不发生氧化，学温下也不受温气、水及某些盐类水溶液的作用。镍在及中溶解很慢，而在中溶解很快。
镍具有很大的合金能力，甚至添加十余种合金元素也不出现有害相，这就为改善镍的各种性能提供潜在的可能性。
纯镍的力学性能虽不强，但塑性却极好，尤其是低温下塑性变化不大。
高温合金的特性和应用
类别 牌 号 主要特性 应用举例
1.
固
溶
强
化
型
铁
基
合
金 GHl015 这类合金含铬、镍量相对较高，含弥散强化相形成元素(V、Al、Ti)量相对较少。它的热处理主要形式为“固溶处理”，通过固溶处理可达到强化的目的。在零件需要多次冷压加工时，为消除加工硬化、恢复塑性，也要进行固溶处理。零件焊接后通常进行退火处理以消除内应力。由于铬、镍含量较高，故这类合金抗氧化温度较高，一般可达900％以上；但因含弥散强化相形成元素较少，合金中化合物数量较少，故室温强度、高温强度都较低。这类合金固溶处理后的组织为奥氏体，故塑性好，可以冷压成形；由于含碳量少，故焊接性亦好这类合金主要用来制作形状复杂、冷压成型、受力不大，但要求抗氧化能力较高的高温零件，其中X典型的零件是涡轮发动机的燃烧室 900℃以下的涡轮发动机的燃烧室、加力燃烧室等零件
GHl016 700～900％的涡轮发动机的燃烧室、加力燃烧室等零件
GHl035 750～800℃的涡轮发动机的燃烧室和加力燃烧室
GHl040 800℃以下的燃烧室、加力燃烧室和700~C以下的涡轮盘、轴及叶片材料
GH1131 900℃以下的涡轮发动机的燃烧室、加力燃烧室和其他高温部件
GH1140 800～900℃的涡轮发动机的燃烧室、加力燃烧室等零件
2.
时
效
硬
化
型
铁
基
△
口
金 GH2018 这类合金铬、镍含量相对较低，故抗氧化的温度仅约800％，但是含弥散强化相形成元素(v、Al、Ti)量相对较高，在固溶体基体上可形成化合物强化相，所以常用热处理形式为固溶处理+时效。通过固溶处理，可以使合金固溶强化；通过时效处理，可以使合金析出细小强化相[VC、Ni3Al、Ni3Ti，Ni3(Al•Ti)]，从而提高室温和高温强度。固溶并时效处理后的组织为奥氏体+弥散化合物。例如GH2132的化合物量为2.5％、GH2135的化合物量为14％这类合金通常应用于高温下受力的零件，如涡轮盘、螺栓和工作温度不高的转子叶片等 800℃以下的涡轮发动机的燃烧室、加力燃烧室和其他高温部件
GH2036
GH2038 650℃以下的涡轮盘、环形件和紧固件
700℃以下的涡轮盘、轴和叶片
GH2130 800℃以下的增压涡轮和燃气涡轮叶片材料
GH2132 650～700℃的涡轮盘、环形件、冲压焊接件和紧固零件材料
GH2135 700～750℃的涡轮盘、工作叶片和其他高温部件
GH2136 650～700℃的涡轮盘材料
GH2302 800～850℃的燃气涡轮叶片和
700℃～750℃的燃气轮机叶片等材料
3.
固
溶
强
化
型
镍
基
金 GH3030 特性、用途和相应的固溶强化型铁基合金、时效硬化型铁基合金基本相同。不同之处在于基体的差别。铁基高温合金的基体金属是铁(含铁量约50％左右)，含铬量约10％。23％、含镍量约7％一40％；而镍基高温合金的基体金属是镍，镍含量大于50％ 由于镍含量的提高，故镍基高温合金比铁基高温合金的热强性高，X高工作温度已达到1050℃左右；但其可切削加工性亦随之变差。同时由于它们都含有大量的镍，不符合我国资源情况，应逐步采用铁基高温合金来代替 800℃以下涡轮发动机的燃烧室、加力燃烧室等零件，可用GHll40代
GH3039 800～850℃的火焰筒及加力燃烧室等零件
GH3044 850～900℃的航空发动机的燃烧室及加力燃烧室等零件
GH3128 800～950℃的涡轮发动机的燃烧室、加力燃烧室等零件
4.
时
效
硬
化
型
镍
基
合
金 GH4033 700℃以下的涡轮叶片和750℃以
下的涡轮盘等材料
GH4037 800～850℃的涡轮叶片材料
GH4043 800～850℃的排气门座后卡圈零件和燃气涡轮叶片
GH4049 900℃以下的燃气涡轮工作叶片及其他受力较大的高温部件
GH4133 700～750℃的涡轮盘或叶片
GH4169 350～750℃的抗氧化热强材料
