高温合金

1.高温合金的定义：高温合金是指以铁、镍、钴为基，能在600℃以上的高温及一定盈利作用下长期工作的一类金属材料。

2.高温合金的命名方法：

变形高温合金以“GH”加4位阿拉伯数字表示。前缀后第一位数字表分类号，1、2表铁基或铁镍基，3、4表镍基，5、6表钴基；1、3、5表固溶强化型合金，2、4、6表时效沉淀型合金。前缀后的第2、3、4位表合金编号。

铸造高温合金以“K”加3位阿拉伯数字表示。前缀后第一位数字表分类号，含义与变形合金相同，第2、3位表合金编号。

粉末高温合金以“FGH”加阿拉伯数字表示。

3.高温合金主要用于四大热端部件：导向器、涡轮叶片、涡轮盘、燃烧室。

4.常见的高温合金基体有哪几种？铁基镍基钴基

5.高温合金的固溶强化机制：固溶度小的合金元素较之固溶度大的合金元素，会产生更强烈的固溶强化作用，但其溶解度小却又限制其加入量。

6.合金元素的固溶强化能力排序：Cr

7.影响蠕变的重要因素：层错能

8.合金元素对层错能的影响规律：合金元素对镍的层错能的影响按下列次序递减：W Ti Cr Co Cu Fe。对于奥氏体铁，合金元素对层错能的影响也很显著，低层错能合金的高温强度较高。

9.第二相强化的本质：第二相质点与位错的交互作用是合金第二相强化的本质。

10.第二相强化机制：第二相质点强化是由两个相晶格错配产生的弹性应力场对位错运动施加的阻力，其作用完全与固溶强化中由溶质原子尺寸不同引起的弹性应力场的作用相似。11.高温合金γ’是如何强化其性能的?

γ’相本身既有较好的强度又是可以产与变形的，不会由于吸出大量γ’或存在大块γ’相而造成严重的脆性。所以使得γ’相成为高温合金的主要强化相。

12.碳化物时效强化的条件？

1）具有高温下可以溶解和低温下析出的可能性。2）碳化物的结构与奥氏体基体相似，具有均匀析出的条件。3）作为主要强化相的碳化物必须要一定的稳定性。

13.Mg的晶界强化作用机制是什么？

1）镁强烈偏析于晶界及相界，甚至在相界都有一个很薄得偏析层，并且这种偏析是平衡偏析。2）适量的镁可改善晶界第二相形态，从而强化晶界。3）镁强烈提高晶界的性能。

14.晶界及晶粒对高温合金强化的影响？

对于变形合金，随着固溶温度升高，晶粒长大，在一定的厚度比之下蠕变速率随晶粒长大而减小，在一定固溶温度下，随厚度比增加蠕变断裂时间增长。但对于铸造合金，只要厚度比一定，晶粒在2-7mm之间，都可获得相似的性能。

15.什么是TCP相？TCP相通常以哪三种方式影响力学性能？

把σ、μ、laves相等脆性相，称为TCP相。

1）形态，长针状或薄片状的TCP相，一般是裂纹发源地和迅速扩展的通道；2）分布，TCP大量析出于晶界，形成脆性薄膜包围晶粒，使裂纹易于沿晶产生和扩展，使合金沿晶脆性断裂，强度也降低；3）数量，当TCP数量超过某一数值时，不管形态和分布，由于存在，消耗大量固溶强化元素，削弱了基体强度，对塑性和韧性也不利。

16.如何提高高温合金的韧性？

1）控制元素含量避免TCP相析出；2）加入适量有益微量元素；3）控制晶粒尺寸与形状；4）提高合金纯洁度。

14，镍基高温合金的基体组织是奥氏体电解腐蚀法高温合金作阳极

15．我国高温合金通常都是用空气中不同温度下100h氧化后的氧化速率表示抗氧性的好坏16，Cr2O3和Al2O3氧化膜的特点：Cr2O3有两种晶体结构。一是在300~900℃稳定的斜方六面体α-Cr2O3,和在氧化初期形成与金属Cr表面的过渡结构立方晶体的γ-Cr2O3，前者为P型半导体氧化物，熔点高达2400℃，是致密性很高的氧化膜，具有优良的抗氧化性，但是合金表面α-Cr2O3膜与基体之间热膨胀系数相差较大，在热应力作用时容易剥落。而且α-Cr2O3塑性差，在表面变形时容易造成裂纹，同时在温度高于900℃的条件下易氧化成挥发性的CrO3，CrO3的挥发引起Cr2O3膜不断变薄，故形成Cr2O3膜的合金和涂层只能在1000℃下使用。Al2O3是不挥发的，所以Al2O3膜一般比Cr2O3具有更好的抗氧化能力和较低的氧化速率，可以应用于更高的温度，但是Al2O3的禁带高达9.9Ev，它不是电子导体，是离子-电子混合型导体

17合金元素对高温合金抗氧化的影响取决于它们的氧化产物对界面氧化反应的抑制程度。

18高温合金热腐蚀发生的原因是在高温燃气中含硫燃料和含盐环境中由于燃烧而沉积在表面的硫酸盐引起的加速氧化。

19 影响高温合金热腐蚀的因素包括温度，盐膜成分，环境条件以及高温合金成分等

20高温合金经历过：第一代-简单铝化物涂层，第二代-多元铝化物涂层，第三代MCrAlY包裹涂层，第四代-热障涂层。四个阶段

21提高高温何静表面疲劳性能能采取的措施有喷丸处理

22采取1用孕育剂控制表面晶粒细化2通过再结晶细化表面晶粒。可使高温合金表面晶粒细化

23高温合金的热处理工艺主要有：固溶处理，中间处理和时效处理

24固溶处理的摸底是将碳化物相或粗大γ’强化相尽量溶入基体中以得到单相组织，给以后的时效沉淀析出均匀细小的强化相做准备。

中间处理的目的是使高温合金晶界析出一定量的各种碳化物相和硼化物相。

时效处理的目的是在合金基体中析出一定数量和大小的强化相，以达到合金最大的强化效果25定向凝固高温合金的热处理工艺通常采用固溶热处理来获得最佳性能。

26单晶高温合金的热处理工艺全部采用完全固溶热处理。

27.为什么又对高温合金进行退火热处理？有那几种退火工艺？

主要是为了降低材料硬度，提高塑韧性，也称软化热处理。分应力消除处理和再结晶退火处理

28.用于扩散脱氧的脱氧剂？沉淀脱氧的脱氧剂？

用于扩散脱氧的脱氧剂有铝粉、矽钙粉，用于沉淀脱氧的脱氧剂有矽钙块、金属钙、铝钡合金、铝块等。

29.高温合金感应熔炼的特点？如何装涂？

特点：（1）感应炉采用电磁感应加热来溶化金属，在冶炼过程中不会增碳，因而可以冶炼含碳量很低的合金。

（2）由于没有电弧炉那样的高温区，金属吸气的可能性小，熔炼出的合金含气量低。（3）感应炉电磁搅拌作用，使冶炼过程中化学成分和温度均匀，并且能够精确调整和控制温度，保证操作稳定性。

（4）由于感应炉单位质量金属的液面面积较电弧炉小，而且没有电弧炉的局部高温区，为减少Al,Ti等易氧化元素的烧损创造了条件。

30.高温合金电渣重熔电极直径与结晶器直径的关系？渣池深度、工作电流、电压公式？电极直径=（0.4-0.6)×结晶器直径h=(1/2~1/3)D I=

31.高温合金有哪几种常见的铸造工艺？

有熔模精密铸造、定向凝固及单晶铸造、细晶铸造、喷涂铸造

32.高温合金定向凝固满足的条件？

（1）在整个凝固过程中，铸件的固-液相界面上的热流应保持单一方向流动，使成长晶体的凝固界面沿一个方向推进。

(2)结晶前沿区域内必须维持正常温度梯度，以阻止其他新晶核的形成。

33.单晶高温合金的优点。

弹性模量小从而热疲劳性能成倍提高，蠕变强度及持久性能高

34.高温合金化特征

合金液-固相线温度明显降低、合金基体再结晶温度提高，热扩散系数降低、热变形抗力增加，塑形降低

35.高温合金热加工工艺参数的确定

36.粉末高温合金的优点

（1）粉末颗粒细小凝固速度快，消除了合金元素的偏析，改善了合金的热加工性（2）合金的组织均匀性能稳定，使材料的使用可靠性大大提高

（3）粉末高温合金具有细小的晶粒组织，显著提高了中低温强度和抗疲劳性能

（4）粉末高温合金可以进行超塑性加工，提高材料的利用率，节约原材料

37.制备粉末的工艺有几种？

气体雾化法、旋转电极法、真空雾化法、

38.粉末固实技术有几种？

真空热压、热等静电、热挤压、锻造等

39.高温合金民用主要用于哪几个方面？

能源动力、交通运输、石油化工、冶金矿山、玻璃建材等诸多工业部门

高温合金概述

1.1 高温合金 1.1.1 高温合金及其发展概况 高温合金是指以铁、钴、镍为基体，能在600℃以上温度，一定应力条件下适应不同环境短时或长时使用的金属材料。具有较高的高温强度、塑性，良好的抗氧化、抗热腐蚀性能，良好的热疲劳性能，断裂韧性，良好的组织稳定性和使用可靠性。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的可靠性，基于上述性能特点，且高温合金的合金化程度很高，故在英美称之为超合金（Superalloy）。 高温合金于20世纪40年代问世，最初就是为满足喷气发动机对材料的耐高温和高强度要求而研制的，高温合金的发展与航空发动机的进步密切相关，1939年英国Mond镍公司首先研究出Nimonic75，随后又研究出Nimonic80合金，并在1942年成功用作涡轮气发动机的叶片材料，此后该公司又在合金中加入硼、锆、钴、钼等合金元素，相继开发成功Nimonic80A、Nimonic90等合金，形成Nimonic合金系列。如今先进航空发动机中高温合金用量已超过50%。此外，在航天、核工程、能源动力、交通运输、石油化工、冶金等领域得到广泛的应用。高温合金在满足不同使用条件中得到发展，形成各种系列的合金，除传统的高温合金外，还开发出一批高温耐磨、高温耐蚀的合金。 高温合金是航空发动机、火箭发动机、燃气轮机等高温热端部件的不可代替的材料，由于其用途的重要性，对材料的质量控制与检测非常严格。高温合金的基本用途仍旧是飞行器的燃气轮发动机的高温部分，它要占先进的发动机重量的50％以上。然而，这些材料在高温下极好的性能已使其用途远远超出了这一行业。除了航空部件之外，规定将这些合金用于舰船、工业、陆地发电站以及汽车用途的涡轮发动机上。具体的发动机部件包括涡轮盘、叶片、压缩机轮、轴、燃烧室、后燃烧部件以及发动机螺栓。除了燃气发动机行业之外，高温合金还被选择用于火箭发动机、宇宙、石油化工、能源生产、内燃烧发动机、金属成形(热加工工模具)、热处理设备、核电反应堆和煤转换装置。

变形高温合金的特性、分类及用途

科技名词定义 塑性变形 科技名词定义 中文名称：塑性变形 英文名称：plastic deformation 定义：岩体、土体受力产生的、力卸除后不能恢复的那部分变形。 应用学科：水利科技（一级学科）；岩石力学、土力学、岩土工程（二级学科）；土力学（水利）（三级学科） 本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 塑性变形（Plastic Deformation），的定义是物质-包括流体及固体在一定的条件下，在外力的作用下产生形变，当施加的外力撤除或消失后该物体不能恢复原状的一种物理现象。

目录 介绍 机理 影响 介绍 机理 影响 展开 编辑本段介绍 材料在外力作用下产生而在外力去除后不能恢复的那部分变形 塑性变形 。材料在外力作用下产生应力和应变（即变形）。当应力未超过材料的弹性极限时，产生的变形在外力去除后全部消除，材料恢复原状，这种变形是可逆的弹性变形。当应力超过材料的弹性极限，则产生的变形在外力去除后不能全部恢复，而残留一部分变形，材料不能恢复到原来的形状，这种残留的变形是不可逆的塑性变形。在锻压、轧制、拔制等加工过程中，产生的弹性变形比塑性变形要小得多，通常忽略不计。这类利用塑性变形而使材料成形的加工方法，统称为塑性加工。 编辑本段机理 固态金属是由大量晶粒组成的多晶体，晶粒内的原子按照体心立方、面心立方或紧密六方等方式排列成有规则的空间结构。由于多种原因，晶粒内的原子结构会存在各种缺陷。原

塑性变形 子排列的线性参差称为位错。由于位错的存在,晶体在受力后原子容易沿位错线运动,降低晶体的变形抗力。通过位错运动的传递，原子的排列发生滑移和孪晶（图1）。滑移是一部分晶粒沿原子排列最紧密的平面和方向滑动，很多原子平面的滑移形成滑移带，很多滑移带集合起来就成为可见的变形。孪晶是晶粒一部分相对于一定的晶面沿一定方向相对移动，这个晶面称为孪晶面。原子移动的距离和孪晶面的距离成正比。两个孪晶面之间的原子排列方向改变，形成孪晶带。滑移和孪晶是低温时晶粒内塑性变形的两种基本方式。多晶体的晶粒边界是相邻晶粒原子结构的过渡区。晶粒越细，单位体积中的晶界面积越大，有利于晶间的移动和转动。某些金属在特定的细晶结构条件下，通过晶粒边界变形可以发生高达300～3000％的延伸率而不破裂。 编辑本段影响 金属在室温下的塑性变形，对金属的组织和性能影响很大，常会出现加工硬化、内应力和各向异性等现象。 加工硬化 塑性变形引起位错增殖，位错密度增加，不同方向的位错发 塑性变形力学原理 生交割，位错的运动受到阻碍，使金属产生加工硬化。加工硬化能提高金属的硬度、强度和变形抗力，同时降低塑性，使以后的冷态变形困难。

铌在超级耐热合金中的重要作用

铌在超级(耐热)合金中的重要作用 在商业用超级（耐热）合金中，镍基超耐热合金718，706和625在产量中占据非常突出的位置。实际上镍基超耐热合金产品主要是由这几种合金组成。这些合金中含铌量为3—5.5wt%。表1列出了最重要的含铌超级合金的化学成分： 表1---最重要含铌超耐热合金的正常化学成分（wt%） 合金Ni Nb Cr Co Mo W Ti Al Fe C 其它 Inconel 718 52.5 5.1 19.0 3.00.90.5 18.5 Inconel706 41.5 2.9 16.0 1.80.2 37.5 0.03 Inconel625 61.0 3.6 21.5 9.00.20.2 2.5 0.05 Rene88DT 56.5 0.7 16.0 13.0 4.0 4.0 3.7 2.1 0.03 0.015B Rene95 61.0 3.5 14.0 8.0 3.5 3.5 2.5 3.5 <0.30.16 0.01B;0.05Zr Udimet630 50.0 6.5 17.0 3.0 3.0 1.00.7 18.0 0.04 0.004B Inconel 751 72.5 1.0 15.5 2.3 1.2 7.0 0.05 0.25max.Cu InconelX750 73.0 1.0 15.5 2.50.7 7.0 0.04 0.25max.Cu Alloy713C 74.0 2.0 12.5 4.20.8 6.1 0.12 0.12B;0.10Zr IN-738 61.0 0.9 16.0 8.5 1.7 2.6 3.4 3.4 0.17 0.01B;0.1Zr;1.7Ta MAR-M200 60.0 1.0 9.0 10.012.0 2.0 5.0 0.15 0.015B;0.05Zr Inconel 907 38.0 4.7 13.0 1.50.0342.0 0.15Si Inconel909 38.0 4.7 13.0 1.50.0342.0 0.01 0.40Si 铌在超级（耐热）合金中的作用 铌在超耐热合金中的主要作用是固溶强化和析出强化。铌形成MC和M6C 形式的碳化物进而形成Ni3Nb 双强化相。铌在超耐热合金中由于固溶和Ni3Nb 双相析出强化明显地提高了抗蠕变强度。 Inconel718是1959年由Inco Alloys开发的，在镍基合金中加入铌是为了增加高温强度。其强化机理是热处理过程中在镍马氏体基体中析出金属间化合物（Ni3Nb）。虽然作为强化元素也可以用其它金属代替铌，但人们发现铌是唯一

高温合金GH4169

常州市天志金属材料有限公司 一、GH4169 概述 GH4169合金是以体心四方的γ"和面心立方的γ′相沉淀强化的镍基高温合金，在-253～700℃温度范围内具有良好的综合性能,650℃以下的屈服强度居变形高温合金的首位,并具有良好的抗疲劳、抗辐射、抗氧化、耐腐蚀性能,以及良好的加工性能、焊接性能和长期组织稳定性，能够制造各种形状复杂的零部件，在宇航、核能、石油工业中，在上述温度范围内获得了极为广泛的应用。 该合金的另一特点是合金组织对热加工工艺特别敏感，掌握合金中相析出和溶解规律及组织与工艺、性能间的相互关系，可针对不同的使用要求制定合理、可行的工艺规程，就能获得可满足不同强度级别和使用要求的各种零件。供应的品种有锻件、锻棒、轧棒、冷轧棒、圆饼、环件、板、带、丝、管等。可制成盘、环、叶片、轴、紧固件和弹性元件、板材结构件、机匣等零部件在航空上长期使用。 1.1 GH4169 材料牌号 GH4169(GH169) 1.2 GH4169 相近牌号 Inconel 718(美国),NC19FeNb(法国) 1.3 GH4169 材料的技术标准 GJB 2612-1996 《焊接用高温合金冷拉丝材规范》 HB 6702-1993 《WZ8系列用GH4169合金棒材》 GJB 3165 《航空承力件用高温合金热轧和锻制棒材规范》 GJB 1952 《航空用高温合金冷轧薄板规范》 GJB 1953《航空发动机转动件用高温合金热轧棒材规范》 GJB 2612 《焊接用高温合金冷拉丝材规范》 GJB 3317《航空用高温合金热轧板材规范》 GJB 2297 《航空用高温合金冷拔（轧）无缝管规范》 GJB 3020 《航空用高温合金环坯规范》 GJB 3167 《冷镦用高温合金冷拉丝材规范》 GJB 3318 《航空用高温合金冷轧带材规范》 GJB 2611《航空用高温合金冷拉棒材规范》 YB/T5247 《焊接用高温合金冷拉丝》 YB/T5249 《冷镦用高温合金冷拉丝》 YB/T5245 《普通承力件用高温合金热轧和锻制棒材》 GB/T14993《转动部件用高温合金热轧棒材》 GB/T14994 《高温合金冷拉棒材》 GB/T14995 《高温合金热轧板》 GB/T14996 《高温合金冷轧薄板》 GB/T14997 《高温合金锻制圆饼》 GB/T14998 《高温合金坯件毛坏》 GB/T14992 《高温合金和金属间化合物高温材料的分类和牌号》 HB 5199《航空用高温合金冷轧薄板》 HB 5198 《航空叶片用变形高温合金棒材》 HB 5189 《航空叶片用变形高温合金棒材》 HB 6072 《WZ8系列用GH4169合金棒材》

高温合金材料介绍

MONEL 400 /UNS N04400 The alloy has excellent corrosion resistance in hydrofluoric acid and fluorine gas, and is suitable for pipe fittings and valves etc for chemical industry, petroleum, atomic energy, marine development. 在氢氟酸和氟气中具有优异的耐蚀性，适用于化工、石油、原子能、海洋开发中用的管件、阀件等。 NICKEL 200 ( UNS N02200 / DIN. W.Nr. 2.4060 ) The alloy is from pure commercial (99.6%) nickel, has good mechanical properties and excellent corrosion resistance, high thermal conductivity, low gas content and low vapor pressure. Mainly used in food processing equipment, salt refining equipment, mining and ocean mining. High temperature above 300 DEG C for manufacturing industrial sodium hydroxide required equipment. 是纯商业性（99.6%）造成的镍，具有优良的力学性能和优良的耐腐蚀性，较高的热和电导率，低气体含量和低蒸汽压力。主要应用于食物加工处理设备、食盐提炼设备、采矿和海洋开采。在300℃以上的高温条件下制造工业氢氧化钠所需的设备。 NICKEL 201 ( UNS N02201 / DIN. W.Nr. 2.4060 ) The alloy is a commercially pure nickel with very low carbon content and has been approved for use in a high temperature environment of up to 1230 degrees Celsius. 是含碳量极低的纯商业性镍，已被批准用于服务高达1230℃的高温环境中。 INCONEL 600 ( GB NS312 / UNS N06600 / DIN W.Nr.2.4816 / DIN NiCrl 5Fe / BS NA14 / AFNOR NC23FeA ) The alloy has high corrosion resistance against various corrosive media, also has good anti creep rupture strength. Recommended for the above 700 C working environment, mainly used for corrosive alkali metal production and application, especially the use of sulfide in the environment. 对于各种腐蚀介质都具有耐蚀性，还具有很好的抗蠕变断裂强度。推荐用于700℃以上的工

高温合金应用领域

1、航空航天领域 我国发展自主航空航天产业研制先进发动机，将带来市场对高端和新型高温合金的需求增加。航空发动机被称为“工业之花”，是航空工业中技术含量最高、难度最大的部件之一。作为飞 机动力装置的航空发动机，特别重要的是金属结构材料要具备轻质、高强、高韧、耐高温、 抗氧化、耐腐蚀等性能，这几乎是结构材料中最高的性能要求。 高温合金是能够在600℃以上及一定应力条件下长期工作的金属材料。高温合金是为了满足 现代航空发动机对材料的苛刻要求而研制的，至今已成为航空发动机热端部件不可替代的一 类关键材料。在先进的航空发动机中，高温合金用量所占比例已高达50%以上。 在现代先进的航空发动机中，高温合金材料用量占发动机总量的40%~60%。在航空发动机上，高温合金主要用于燃烧室、导向叶片、涡轮叶片和涡轮盘四大热段零部件；此外，还用于机匣、环件、加力燃烧室和尾喷口等部件。 2、能源领域 高温合金在能源领域中有着广泛的应用。煤电用高参数超超临界发电锅炉中，过热器和再过 热器必须使用抗蠕变性能良好，在蒸汽侧抗氧化性能和在烟气侧抗腐蚀性能优异的高温合金 管材；在气电用燃气轮机中，涡轮叶片和导向叶片需要使用抗高温腐蚀性能优良和长期组织 稳定的抗热腐蚀高温合金；在核电领域中，蒸汽发生器传热管必须选用抗溶液腐蚀性能良好 的高温合金；在煤的气化和节能减排领域，广泛采用抗高温热腐蚀和抗高温磨蚀性能优异的 高温合金；在石油和天然气开采，特别是深井开采中，钻具处于4-150 ℃的酸性环境中，加 之CO2，H2S和泥沙等的存在，必须采用耐蚀耐磨高温合金 [5] 。 我国上海电气、东方电气、哈尔滨汽轮机厂等大型发电设备制造集团在生产规模和生产技术 等方面近年来有了较大提高，拉动了对发电设备用的涡轮盘的需求。正在进行国产化研制的 新一代发电装备－大型地面燃机（也可作舰船动力）取得了显著进展，实现量产后将带动对 高温合金的需求。同时，核电设备的国产化，也将拉动对国产高温合金的需求。

高温合金制备工艺技术

1 CN02128856.9 一种抗金属灰化的镍基高温合金 2 CN02133773.X 汽轮机汽封用高温合金弹簧及其加工方法和检验装置 3 CN01136127.1 耐高温磨耗辊轮修护用焊接合金材料 4 CN02131317.2 一种兼顾高温蠕变与韧性的Fe-Cr-Ni基铸造合金及其制法 5 CN02155647.4 一种超高碳Cr-Ni-C高温耐磨合金材料 6 CN02155648.2 一种高温耐磨耐蚀Ni-Mo-Si金属硅化物合金材料 7 CN02150476.8 高温合金的电化学分解方法 8 CN01135231.0 抗高温磨粒磨损堆焊合金材料 9 CN02157794.3 电弧炉冶炼镍基高温合金的工艺方法 10 CN02145569.4 耐高温抗氧化贱金属铜银合金组合物及其生产方法 11 CN00816047.3 具有良好耐高温氧化性的耐热合金的制备方法 12 CN02121274.0 一种铬基高温合金 13 CN02128855.0 一种抗金属灰化、炭化铁镍铬基铸造高温合金 14 CN02116369.3 高温镍氢电池用贮氢合金材料及制法 15 CN02129176.4 高温耐磨耐腐蚀Cr-Ni-Si金属硅化物合金材料 16 CN02157165.1 耐高温腐蚀合金、热障涂层材料、涡轮机构件及燃气涡轮机 17 CN01138854.4 一种单晶高温合金定向凝固过程温度场数据自动采集方法 18 CN02100328.9 提高TiAl合金抗高温氧化的铬改性铝化物涂层的制备 19 CN02154585.5 铜基合金及其制造方法以及铜基合金制气化器等的耐高温性部件 20 CN02122933.3 长轴类高温合金大锻件整体锻造工艺 21 CN01810058.9 表面合金化的高温合金 22 CN03131144.X 一种抗金属灰化高强度高温耐蚀合金 23 CN03111619.1 一种耐高温耐磨损高强度合金的制备方法 24 CN96115293.1 一种镍基高温合金锻件和棒材获得均匀超细晶粒的方法 25 CN96123394.X 一种由铁－镍超级高温合金组成的耐高温材料体的制造方法 26 CN96103277.4 耐高温低膨胀锌基耐磨合金 27 CN96106513.3 一种合金钢、特种钢、高温合金管的制造方法 28 CN96107076.5 高强度镍基铸造高温合金 29 CN85102472 高温耐热铁基合金 30 CN85105832 高温合金盐浴渗硼剂及其制备方法 31 CN85103156 提高高温合金锻造质量的一种简单新工艺 32 CN85100649 超高温耐磨铸造镍基合金 33 CN85101950 高碳低合金钢高温形变球化退火工艺 34 CN85102029 镍基高温合金可锻性改进 35 CN86108069 耐高温冲击磨损等离子喷焊镍基合金加碳化物复合粉末涂层材料 36 CN88100515 改进选定的铬－钼改良型合金钢高温特性和可焊性的方法 37 CN87101772 电气开关用的高温触点合金 38 CN88104319.2 高温用快速凝固含硅铝基合金 39 CN88100747.1 无稀土高温超导合金及其制备方法 40 CN88100441.3 高温自润滑镍基合金 41 CN89105034.5 一种提高高温合金性能的方法 42 CN89109243.9 供超高温合金用的富集钇的铝化物涂层 43 CN90109970.8 抗氧化的低膨胀高温合金

高温合金

1、高温合金简介 (1) 2、高温合金的主要类别 (1) 2.1变形高温合金 (2) 2.1.1固溶强化型合金 (2) 2.1.2时效强化型合金 (2) 2.2铸造高温合金 (2) 2.3粉末冶金高温合金 (3) 2.4氧化物弥散强化(ODS)合金 (3) 2.5金属间化合物高温材料 (3) 3、高温合金的强化机理 (3) 3.1固溶强化 (3) 3.2沉淀强化及第二相强化 (4) 3.3晶界强化 (4) 3.4碳化物强化及质点弥散强化 (5) 4、常用高温合金的分类 (6) 4.1铁基超耐热合金 (6) 4.1.1铁基高温合金的成分和性能 (6) 4.2镍基超耐热合金 (6) 4.2.1镍基高温合金的组织特点 (6) 4.3钴基超耐热合金 (7) 4.3.1钴基高温合金的成分 (7) 4.3.2钴基高温的高温性能 (7) 5、高温合金的几种制造工艺 (7) 6、高温合金的应用 (8) 7、参考文献 (8)

1、高温合金简介 高温合金分为三类材料：760℃高温材料、1200℃高温材料和1500℃高温材料，抗拉强度800MPa。或者说是指在760--1500℃以上及一定应力条件下长期工作的高温金属材料，具有优异的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能，已成为军民用燃气涡轮发动机热端部件不可替代的关键材料。 按照现有的理论，760℃高温材料按基体元素主要可分为铁基高温合金、镍基高温合金和钴基高温合金。按制备工艺可分为变形高温合金、铸造高温合金和粉末冶金高温合金。按强化方式有固溶强化型、沉淀强化型、氧化物弥散强化型和纤维强化型等。高温合金主要用于制造航空、舰艇和工业用燃气轮机的涡轮叶片、导向叶片、涡轮盘、高压压气机盘和燃烧室等高温部件，还用于制造航天飞行器、火箭发动机、核反应堆、石油化工设备以及煤的转化等能源转换装置。 2、高温合金的主要类别 2.1变形高温合金 变形高温合金是指可以进行热、冷变形加工，工作温度范围-253～1320℃，具有良好的力学性能和综合的强、韧性指标，具有较高的抗氧化、抗腐蚀性能的一类合金。按其热处理工艺可分为固溶强化型合金和时效强化型合金。GH后第一位数字表示分类号即1、固溶强化型铁基合金2、时效硬化型铁基合金3、固溶强化型镍基合金4、钴基合金GH后，二，三，四位数字表示顺序号。 2.1.1固溶强化型合金 使用温度范围为900～1300℃，最高抗氧化温度达1320℃。例如GH128合金，室温拉伸强度为850MPa、屈服强度为350MPa；1000℃拉伸强度为140MPa、延伸率为85%,1000℃、30MPa 应力的持久寿命为200小时、延伸率40%。固溶合金一般用于制作航空、航天发动机燃烧室、机匣等部件。 2.1.2时效强化型合金 使用温度为-253～950℃，一般用于制作航空、航天发动机的涡轮盘与叶片等结构件。制作涡轮盘的合金工作温度为-253～700℃,要求具有良好的高低温强度和抗疲劳性能。例如：GH4169合金，在650℃的最高屈服强度达1000MPa；制作叶片的合金温度可达950℃，例如：GH220合金，950℃的拉伸强度为490MPa，940℃、200MPa的持久寿命大于40小时。变形高温合金主要为航天、航空、核能、石油民用工业提供结构锻件、饼材、环件、棒材、板材、管材、带材和丝材。 2.2铸造高温合金 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考虑优化其使用性能。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。

高温合金ASUHGH应用解析

SUH660 镍基合金 （UNS S66286/A286/SUH660/GH2132/）简介 SUH660（UNS S66286/A286/SUH660/GH2132/）是Fe-25Ni-15Cr基高温合金，加入钼、钛、铝、钒及微量硼综合强化。有可时效硬化高的机械性能。该合金在温度高达约1300°F（700℃）保持良好的强度和抗氧化性能。在700℃以下具有优于奥氏体不锈钢的高温强度，属于沉淀析出硬化耐热不锈钢。与SUS 304相比Ni含量多，且添加有Ti、Al等硬化元素。因此，通过时效硬化处理，会有γ’相(fcc_Ni3(Al,Ti))析出，高温强度将得到显着提高。在650℃以下具有高的屈服强度和持久、蠕变强度，并且具有较好的加工塑性和满意的焊接性能。 SUH660高强度和优异的加工特性使该合金用于飞机的各种部件和有用工业燃气涡轮机。它也用于汽车发动机紧固件和应用多方面受到高层次的热量和压力的元器件，和近海石油和天然气行业。适合制造在650℃以下长期工作的航空发动机高温承力部件，如涡轮盘、压气机盘、转子叶片、紧固件、承力环、机匣、轴类、紧固件、和板材焊接承力件等。 SUH660/A286相近牌号 GH2132(中国)，UNS S66286(美国)，A286（美国），SUH660(日本)，(德国) 技术文件 SUH660/A286材料特性 ·铁基高温 ·高强度合金 SUH660/A286主要应用 ·燃气涡轮机锻件 ·适用于使用高达约1300°F的腐蚀环境，如燃气涡轮机 ·于1500°F的温度连续服务于氧化环境 ·飞机部件 ·汽车发动机紧固件 ·元器件 ·石油和天然气行业 SUH660/A286溶炼与铸造工艺 SUH660/A286合金可采用非真空感应+电渣，电弧炉+电渣和电弧炉+真空电弧以及真空感应+真空电弧等工艺溶炼。 SUH660/A286生产执行标准 中国国家标准 GJB2612-1996《焊接用高温合金冷拉丝材规范》

硬质合金发展简史

硬质合金发展简史 2008-04-11 12:48 自1923年硬质合金作为一种重要的工具材料和结构材料问世以来，至今已有八十多年的历史。 十九世纪末叶，人们为了寻找新的材料来取代高速钢，以进一步提高金属切削速度、降低加工成本和解决灯泡钨丝的拉拔等问题，开始了对硬质合金的研究。 早期的工作主要是着眼于各种难熔化合物，特别是碳化钨的研究。从1893年以来，德国科学家就利用三氧化钨和糖在电炉中一起加热到高温的方法制取出碳化钨，并试图利用其高熔点、高硬度等特性来制取拉丝模等，以便取代金刚石材料，但由于碳化钨脆性大，易开裂和韧性低等原因，一直未能得到工业应用。 进入二十世纪二十年代，德国科学家Karl Schroter研究发现纯碳化钨不能适应拉拔过程中所形成的激烈的应力变化，只有把低熔点金属加入WC中才能在不降低硬度的条件下，使毛坯具有一定的韧性。经过一年时间的努力。Schroter于1923年首先提出了用粉末冶金的方法，即将碳化钨与少量的铁族金属（铁、镍、钴）混合，然后压制成型并在高于1300℃温度下于氢气中烧结来生产硬度合金的专利。他在专利中提出的工艺，实质上就是今天许多厂仍在采用的WC—Co硬质合金生产工艺。1923年德国的krupp公司正式成批生产这种合金，并以widia（类似金刚石）的商标在市场上销售。随后美国、奥地利、瑞典、日本、原苏联和其他一些国家也相继生产硬质合金，于是硬质合金生产技术开始得到迅速发展。 起初，人们以为WC—Co硬质合金能加工各种材料，但很快发现，在加工钢材时，这种合金很容易因扩散磨损而损坏。1929年还是德国科学家研究发现，用两种以上的碳化物组成的固溶体比用单一的碳化物作为硬质合金的基体更为优越，并提出了有关固溶体应用的专利。同年，德国的krupp公司开始生产WC—TiC—Co的合金。1932年美国根据schroter及其同事专利，也研究出WC—TiC—Co合金。不久科学家又研究出WC—TiC—TaC—Co合金，从而使钢材加工问题得到妥善解决。

高温合金的性能

高温合金是在高温下具有较高力学性能、抗氧化和抗热腐蚀性能的合金。高温合金按基体成分可分为镍基高温合金、铁镍基高温合金和钴基高温合金，其中镍基高温合金发展最快，使用也最广，铁镍基高温合金次之。按强化方式分为固溶强化合金和析出强化合金（或称时效沉淀强化合金）等。按成型方式和生产工艺分为变形合金、铸造合金、粉末冶金合金和机械合金化合金。 固溶强化高温合金的基体为面心立方点阵的固溶体，在其固溶度范围内通过添加铬、钴、钼、钨、铌等元素，提高原子间结合力，产生点阵畸变，降低堆垛层错能，阻止位错运动，提高再结晶温度来强化固溶体。固溶强化的效果取决于合金化元素的原子尺寸及加入量。原子半径较大、熔点较高的钼和钨具有较好固溶强化作用，两者总含量可达18%~20%。铬可防止高温氧化和热腐蚀，但含量过高会降低γ’相的固溶度，使合金的热强性下降。镍基固溶强化高温合金一般均具有优良的抗氧化、抗热腐蚀性能，塑性较高、焊接性能好，但热性相对较低。铁镍基固溶强化高温合金，虽然与镍基固熔强化高温合金相比在热强性、抗氧化和抗热腐蚀等方面略差一些，但仍具有良好的力学性能、较好冷热加工工艺性能和焊接性能。 析出强化高温合金是在固溶强化高温合金的基础上，通过添加较多的铝、钛、铌等元素而发展的。这些无元素除了强化固溶体外，通过时效处理，与镍结合形成共格稳定、成分复杂的Ni3(Al Ti)相(也就是γ’相，具有长程有序的面心立方结构)或Ni3(Nb AI Ti)相（也就是γ’’相，有序体心四方结构）金属间化合物，同时钨、钼、铬等元素与碳形成各种碳化物（如MC M6C M23C6等）由于γ’(γ’’)相和碳化物存在，使合金的热强性大大提高。此外，这类合金中还可以加入微量的硼、锆和稀士元素、形成间隙相，强化晶界。近年来发展的一些合金，往往采用固溶，析出和晶界多种方式强化，使合金具有优良的综合性能。随着AI Ti Nb 等γ’(γ’’)相形成元素含量的提高，其强化效果也增大，热强性提高，但合金的冷热加工性能和焊接性能随之下降。一般认为，AI+Ti含量大于6%（原子百分数）的高温合金焊接就很困难。镍基析出强化高温合金具有很好的热强性、抗氧化和抗腐蚀性能，正如前面所提到的冷热加工性能和焊接性能较固溶强化高温合金差。但是，在固溶状态下，有些镍基析出强化高温合金还是具有良好塑性和焊接性。铁镍基析出强化高温合金要中温下具有较高的热强性、良好的抗氧化和抗热腐蚀性能。在固溶状态下，冷热加工性能和焊接性能同镍 基析出强化高温合金相类似。无论镍基析出强化高温合金还是铁镍基析出强化高温合金，当加入更多的钼、钛、硼等强化元素时，使其冷热加工塑性下降，只能通过铸造成型，一般铸造合金的焊接较为困难。 氧化物弥散强化是在基体中加入一定量细小的弥散分布的氧化颗粒，对基体进行强化，使合金具有很高的强度和某些特性。合金TDNi TDNiCr是镍和镍铬基中加入2%左右氧化钍（ThO2）颗粒强化，由于这种合金中的氧化钍在高温下不易聚集长大、不溶于基体，同时合金的熔点高，晶粒极细，在1000~12000C下仍有较高的强度，抗疲劳性能高，缺口敏感小，室温塑性较好，可轧成棒和板材。氧化物弥散强化ODS合金是利用氧化物（如Y2 O3和AI2O3）强化的合金，这类合金的采用特殊的粉末冶金工艺生产，经锻压制成材。氧化物弥散强化合金，具有很高的持久蠕变性能，是很有发展前途的新型高温材料，其缺点是成功率低，塑性焊接性和耐蚀性差，有待解决。 高温合金性能主要取决于合金成分和它的组织结构，如前面所述，难熔金属元素Mo W以及CO起到固溶强化作用，AI Ti Nb 等γ’形成元素起到析出强化作用。一般认为，强化效果应该计算W+MO和γ’形成元素的总量，而CO和Cr居于次要地位，合金的持久强度随着合金元素总量的增加而提高。现在大量研究表明，高温合金中加入微量的B Zr Ce 和Mg等元素能显著改善晶界状况，提高合金的蠕变性能，但要注意这些元素的加入量一定要严格控制，否则就会产生有害的作用，如使合金脆化，形成低熔化合物等。

高温合金

1.高温合金的定义：高温合金是指以铁、镍、钴为基，能在600℃以上的高温及一定盈利作用下长期工作的一类金属材料。 2.高温合金的命名方法： 变形高温合金以“GH”加4位阿拉伯数字表示。前缀后第一位数字表分类号，1、2表铁基或铁镍基，3、4表镍基，5、6表钴基；1、3、5表固溶强化型合金，2、4、6表时效沉淀型合金。前缀后的第2、3、4位表合金编号。 铸造高温合金以“K”加3位阿拉伯数字表示。前缀后第一位数字表分类号，含义与变形合金相同，第2、3位表合金编号。 粉末高温合金以“FGH”加阿拉伯数字表示。 3.高温合金主要用于四大热端部件：导向器、涡轮叶片、涡轮盘、燃烧室。 4.常见的高温合金基体有哪几种？铁基镍基钴基 5.高温合金的固溶强化机制：固溶度小的合金元素较之固溶度大的合金元素，会产生更强烈的固溶强化作用，但其溶解度小却又限制其加入量。 6.合金元素的固溶强化能力排序：Cr

镍基高温合金材料研究进展汇总-共7页

镍基高温合金材料研究进展 姓名：李义锋1 镍基高温合金材料概述 高温合金是指以铁、镍、钴为基，在高温环境下服役，并能承受严酷的机械应力及具有良好表面稳定性的一类合金[1]。高温合金一般具有高的室温和高温强度、良好的抗氧化性和抗热腐蚀性、优异的蠕变与疲劳抗力、良好的组织稳定性和使用的可靠性[2]。因此，高温合金既是航空、航天发动机高温部件的关键材料，又是舰船、能源、石油化工等工业领域不可缺少的重要材料，已成为衡量一个国家材料发展水平的重要标志之一。 在整个高温合金领域中，镍基高温合金占有特殊重要的地位。与铁基和钴基高温合金相比，镍基高温合金具有更高的高温强度和组织稳定性，广泛应用于制作航空喷气发动机和工业燃气轮机的热端部件。现代燃气涡轮发动机有50%以上质量的材料采用高温合金，其中镍基高温合金的用量在发动机材料中约占40%。镍基合金在中、高温度下具有优异综合性能，适合长时间在高温下工作，能够抗腐蚀和磨蚀，是最复杂的、在高温零部件中应用最广泛的、在所有超合金中许多冶金工作者最感兴趣的合金。镍基高温合金主要用于航空航天领域950-1050℃下工作的结构部件，如航空发动机的工作叶片、涡轮盘、燃烧室等。因此，研究镍基高温合金对于我国航天航空事业的发展具有重要意义。 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[2]。它是在Cr20Ni80合金基础上发展起来的，为了满足1000℃左右高温热强性(高温强度、蠕变抗力、高温疲劳强度)和气体介质中的抗氧化、抗腐蚀的要求，加入了大量的强化元素，如W、Mo、Ti、Al、Nb、Co等，以保证其优越的高温性能。除具有固溶强化作用，高温合金更依靠Al、Ti等与Ni形成金属问化合物γ′相(Ni3A1或Ni3Ti等)的析出强化和部分细小稳定MC、M23C6碳化物的晶内弥散强化以及B、Zr、Re等对晶界起净化、强化作用。添加Cr的目的是进一步提高高温合金抗氧化、抗高温腐蚀性能。镍基高温合金具有良好的综合性能，目前已被广泛地用于航空航天、汽车、通讯和电子工业部门。随着对镍基合金潜在性能的发掘，研究人员对其使用性能提出了更高的要求，国内外学者已开拓了针对镍基合金的新加工工艺如等温锻造、挤压变形、包套变形等。

硬质合金生产厂家硬是合金企业十大

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Inconel625(N06625、2.4856)奥氏体超耐热高温合金

上海商虎/张工：158 –0185 -9914 产品名称：Inconel625/UNS N06625 世界通称：Inconel Alloy 625、NS336、NAS 625、W.Nr.2.4856、UNS NO6625、Nicrofer S 6020-FM 625、ATI 625 履行标准：ASTM B443/ASME SB-443、ASTM B444/ASME SB-444、ASTM B366/ASME SB-366、ASTM B446/ASME SB-446、ASTM B564/ASME SB-564 首要成分：碳(C)≤0.01,锰(Mn)≤0.50,镍(Ni)≥58,硅(Si)≤0.50磷(P)≤0.015,硫(S)≤0.015,铬(Cr)20.0～23.0,铁(Fe) ≤5.0,铝(Al) ≤0.4,钛(Ti) ≤0.4,铌(Nb) 3.15～4.15,钴(Co) ≤1.0, 钼(Mo)8.0～10.0 物理性能：625合金密度：8.44g/cm3，熔点：1290-1350 ℃，磁性：无 热处理：950-1150℃之间保温1-2小时，快速空冷或水冷。 机械性能：抗拉强度：σb≥758Mpa，屈从强度σb≥379Mpa：延伸率：δ≥30%，硬度:HB150-220 耐腐蚀性及首要运用环境： INCONEL 625是一种以镍为首要成分的奥氏体超耐热合金。源于镍铬合金中所含的钼、铌固溶体强化效应，在低温至1093℃，具有超高强度、非凡的抗疲劳特性，被广泛用于航空事业。虽然该合金是为适应高温环境的强度而设计，但该合金铬、钼的高含量对很多腐蚀前言，从高度氧化环境到一般腐蚀环境，均具有高度抗蚀损斑、抗裂变腐蚀能力，表现出杰出的耐腐蚀特性。对氯化物污染的前言如海水、地热水、中性盐以及盐水，INCONEL 625也有超强的抗腐蚀效果。 配套焊接资料及焊接工艺：Inconel625合金的焊接主张采用AWS A5.14焊丝ERNiCrMo-3或AWS A5.11焊条ENiCrMo-3，焊材尺寸有Φ1.0、1.2、2.4、3.2、4.0, 产地为：美国哈氏、美国SMC和德镍，焊接工艺及指导书欢迎来电索取。 库存情况：625合金板库存现货尺寸有0.5mm-10mm,棒材库存现货尺寸有 Φ12mm-Φ220mm,管材管件及其他可根据客户要求定做。资料产地首要有美国哈氏haynes、美国SMC、美国冶联科技ATI、德国蒂森克虏伯VDM。提供原厂原料证明书、报关单及原产地证明文件。应用领域有：含氯化物的有机化学流程工艺的部件，尤其是在运用酸性氯化物催化剂的场合；用于制作纸浆和造纸工业的蒸煮器和漂白池；烟气脱硫系统中的吸收塔、再加热器、烟气进口挡板、电扇（潮湿）、搅拌器、导流板以及烟道等；用于制作应用于酸性气体环境的设备和部件；乙酸和乙酐反响发生器；硫酸冷凝器；制药设备；波纹管膨胀节等职业和产品。 产品：哈氏合金、高温合金、铜镍合金、英科耐尔、蒙乃尔、钛合金、沉淀硬化钢等各种中高端不锈钢，镍基合金等。

综述：硬质合金

硬质合金的研究和应用 The studies and applications of cemented carbide 作者：何梓秋机械类创新实验班 3112010441 内容摘要：硬质合金由于具有高硬度，高抗压强度，高热硬性以及高耐磨性，高耐腐蚀性，常用于制造切削工具和耐磨零部件。广泛应用于军工、航天航空、机械加工、冶金等领域。本文将通过新型硬质合金的研发和硬质合金制造工艺的进步两条路径对硬质合金的研究进行介绍。再结合各种硬质合金的特性，介绍其具体的应用。 Abstract：Because cemented carbide has high hardness，high compressive strength，high abrasive resistance and high corrosion resistance，it is always used for manufacture cutting tools and wear-resistant parts.It provides widely applications in war industry,aerospace,machine work，metallurgy and so on.This thesis will describe the studies of cemented carbide on two ways,the inventions of new-type cemented carbide and the progress of manufacturing process for cemented carbide.And then this thesis will introduce the specific applications combining the characteristics of every type of cemented carbide. 关键词：硬质合金，研究，应用，金属碳化物，粉末冶金 Keywords:cemented carbide，studies，applications，metal carbide，powder metallurgy 关于硬质合金的基础知识 一．硬质合金的起源 早在1923年，德国科学家施勒特尔为了提高拉丝模质量，往碳化钨粉末中加进10%～20%的钴做粘结剂，发明了世界上人工制成的第一种硬质合金。 虽然用这种硬质合金制造成的刀具进行切割钢材很容易产生刀刃磨损甚至断裂，但是硬质合金因此得以面世，为至今几乎长达一个世纪的硬质合金研究、发展及应用开辟了起点。 二．硬质合金的成分、分类和牌号 硬质合金是一种金属陶瓷，它的组成是：基体为金属碳化物（如WC、TiC、TaC等），Co、Ni、Mo等金属粉末则充当粘结剂。于是硬质合金具是有金属性质的粉末冶金材料，它具有高硬度，高抗压强度，高热硬性以及高耐磨性，高耐腐蚀性，常用于制造切削工具、刀具、钴具和耐磨零部件。它的分类及牌号如下： 1．钨钴类硬质合金 主要成分是碳化钨（WC）和粘结剂钴（Co）。牌号由“YG”（“硬、钴”两字汉语拼音字首）和平均含钴量（质量分数X 100）组成。例如YG6，表示平均ωCo=6%，余量为碳化钨的钨钴类硬质合金。