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GH586合金的晶界碳化物高温强化(精)

1998年　12月第19卷第6期

东北大学学报(自然科学版)

Journal of Northeastern University(Natural Science)

Dec.1998

Vol.19,No.6 GH586合金的晶界碳化物高温强化

谢世殊①　杨洪才②　王志兴

(东北大学材料与冶金学院,沈阳　110006)

黄子阳

(宝山钢铁(集团)公司,上海　201900)

摘　要　通过对GH586合金在不同固溶处理温度下的金相组织观察、晶界碳化物萃取复型的透射电镜观察、定量相分析及850℃拉伸性能的测试,研究了晶界碳化物对合金高温拉伸性能的影响.探讨了高温下合金晶界碳化物的强化作用,并结合理论分析提出了晶界碳化物高温强化关系式.结果表明,该合金中均匀分布的细小晶界碳化物在高温下提高了合金强度;晶界碳化物对850℃屈服强度的贡献,用理论模型分析的结果与实验结果符合良好.

关键词　G H586合金,晶界碳化物,高温强度.

分类号　TG113.1,T G113.2

镍基变形合金是一类由γ′(Ni3AlTi),γ基体相和少量碳化物相组成的高温合金,广泛应用于制做飞行器发动机热区关键部件.屈服强度是其基本性能指标之一.在0.5T m以下温度大量试验表明:晶界可以阻碍位错运动,因而可以进一步提高合金强度,其贡献可用Hall-Petch式表达.但是,在0.5T m以上高温下,晶界作用的定量研究很少,晶界碳化物的影响如何也还有争议[1].到目前为止,这些组织参数与合金高温强度的关系并没有成熟的理论,由于这一关系的复杂性,不可能存在唯一的一种模式,适于各种性能和全部镍基合金.

本文研究一种新型镍基盘材合金(GH586)的晶界及碳化物在高温下的作用,探讨晶粒尺寸、碳化物尺寸、数量、特征、分布等参数与合金高温屈服强度的关系式.

1　试验过程

1.1　材料与热处理

研究用材取自抚顺钢厂提供的直径22m m 热轧棒材,其化学成分(质量分数)为:C0.062, S0.001,P<0.005,Cr18.37,Co10.74, M o7.52,W3.00,Al1.54,Ti3.41,B0.0036, M g0.0005,Ni bal..将切下的样坯分组,分别在1065,1080,1100,1140,1180,1200℃固溶处理4h后空冷至室温.1.2　高温拉伸性能试验

将经热处理后的试样车去表皮加工成直径5m m的标准拉伸试样,加热至850℃保温15min 后进行拉伸.试验在岛津AG-10TA高温拉力试验机上进行.

1.3　物理化学相分析

取热处理后样坯加工成直径18mm,长70mm的相分析样品,筛选以下电解制度定量提取γ′相及碳化物相:①0.85%～1%(NH4)SO4+ 1%～3%C6H8O7+1%～5%C2H6O2水溶液,I= 20～30mA/cm2,θ=5～18℃,t=30～90min;

②1%LiCl+2%(HO)C6H(COOH)SO3H+1% C6H8O7-CH3OH溶液,I=50～80mA/cm2,θ= -5～-7℃,t=60～120min进行定量分析.提取的阳极沉淀用旋转阳极X射线衍射仪(12KWD-MAX-RA)铜靶,石墨单色器衍射束单色化,由衍射谱线鉴定相的类型.

1.4　显微组织观察

取热处理后样加工成L>30mm,B=18mm, H=10mm中间开有深4mm V型缺口的非标准冲击试样,在液氮中保持30min,取出后迅速沿缺口处冲断,将断口浸入无水乙醇恢复至室温,得到洁净的沿晶断口,然后喷碳、电解脱模制得晶界碳化物萃取碳复型样品,于PHILIPSCM12透射电镜下观察晶界碳化物形貌、尺寸、分布变化.再取金相样观察金相组织变化,腐蚀剂为2gCuSO4+40ml HCl

1998-03-13收到. ①男,30,讲师,博士研究生;②男,61,教授,博士生导师.

国家“八五”重点科技攻关项目(编号:85-50-01-05);东北大学中青年科学基金资助项目(编号:T970306).

+20mlC2H5OH.最后取高温拉伸试样断口于JSM-T200型扫描电镜下观察断裂类型.

2　试验结果与讨论

2.1　850℃拉伸性能

表1是不同固溶处理试样的850℃拉伸性能测试结果.可见随固溶温度提高,合金的高温强度和韧性呈下降趋势.

表1　合金850℃拉伸性能试验结果

固溶温度/℃σ0.2/M Paσb/M Paδ/%φ/% 106578589037.564

108075588036.556

110074581022.534

1140700790512

11606857909.317.5

12006507557.212

2.2　显微组织特征

金相观察表明,随固溶温度提高,合金晶粒尺寸增大,合金纯洁度较好,为ASTM1级.夹杂物多以细小点状分布于晶界、孪晶界处,晶内较少.Heyn 截线法测出各试样平均晶粒直径D(见表2).

表2　合金显微组织观测结果

固溶温度

℃

晶粒平均尺寸

晶界碳化物平均尺寸

μm

1065120.8

1080161.4

1100191.8

114077—

1160882.4

12001243.2

晶界碳化物萃取碳复型的TEM观察结果表明,在较低温度固溶处理,晶界碳化物较细小,多以点状、球状和块状形式存在,分布较均匀;随固溶温度提高,除1140℃试样外,晶界碳化物形态向大块状转化,数量趋于减少,分布越来越不均匀,晶界MC碳化物呈较大块状,M6C为较小的类球状和块状,M6C在1160℃以下占大多数, 1200℃时视场中已基本找不到(如图1所示),各试样不同视场的晶界碳化物平均尺寸的统计结果列于表2

图1　随固溶处理温度提高晶界碳化物聚集长大,分布的均匀程度下降(a)—1065℃,4h,AC;(b)—1100℃,4h,AC;(c)—1160℃,4h,AC;(d)—1200℃,4h,AC.

表3是固溶样品碳化物萃取粉末的相分析及X射线衍射结果,可见固溶处理后空冷合金中存在M6C,MC2种碳化物,随固溶温度提高,碳化物总量呈减少趋势,至1200℃M6C已完全溶入基体,仅剩M C碳化物.γ′相的相分析结果显示,其总量在(17.5±0.5)%(质量分数)范围内变化,

578东北大学学报(自然科学版) 第19卷

几乎不受固溶温度的影响,这是因为该合金的γ′相在1065℃以上发生回溶,而且较高的合金化程度使其析出速度很快,因此所测得的γ′相数量实为空冷过程中析出的量,自然变化很小.

表3　碳化物萃取粉末的相分析及X 射线衍射分析结果固溶温度℃碳化物量

质量分数%碳化物相类型

10651.14M 6C a =1.108nm MC a =0.427nm

10800.9711000.8211400.2211600.20M 6C a =1.110nm MC a =0.432nm

1200

0.15

MC a =0.427nm

综合相分析结果,可知随固溶温度提高,由于相平衡浓度的变化使晶界碳化物发生了溶解和聚集长大过程,M 6C 小颗粒逐渐回溶、大颗粒逐渐

长大;导致碳化物平均尺寸增大、数量减少,对晶界的钉扎作用减弱,晶粒尺寸迅速增大;γ′相基本不受影响.

2.3　GH 586合金晶界碳化物的高温强化作用

由上述实验结果可见,固溶温度对合金850℃拉伸性能的影响是晶粒尺寸、晶界碳化物特征改变的结果.较低温度固溶处理,晶粒较小、晶界碳化物细密、分布较为均匀,对合金高温拉伸强度及韧性有利;固溶温度升高,晶界碳化物发生部分回溶和聚集长大、同时晶粒长大,合金高温强度及韧性下降.断口的SEM 电镜观察表明,850℃拉伸断口基本呈沿晶断裂,断裂沿碳化物界面进行.说明该温度已处于合金等强温度以上(该合金T m =1600～1615K ),晶界已成为薄弱环节,这时考虑晶界强化的Hall -Petch 关系已不适用.

显然,应该考虑晶界上分布的碳化物粒子,它对

晶界滑移变形起阻碍作用.850℃屈服强度的增量应归结为晶界碳化物的贡献.这与该合金室温下晶界碳化物对强度的影响较小,可以忽略[2]有所不同.按照合金强度理论,若忽略晶内项与晶界项

的相互作用,按一级近似展开,则该合金高温强度可用下式表示

σ0.2=σ0+σg

(1)

式中,σ0.2为合金高温屈服强度;σ0为晶内强化项,由晶格阻力、固溶强化、第二相强化所构成;σg 为晶界强化项.

在合金高温变形过程中,位错克服晶界碳化物阻力运动可视为第二相“绕过”的过程,即Orowan 机制.因此,位错绕过晶界碳化物所需临界切应力可用下式表达

[3]

τ=2T b L =μb 2

2π L 1k

ln d r 0示,

(2)式中, L 为晶界碳化物平均间距;T 为位错线张力;μ为切变模量;1

=121+11-υ6,k 对螺型位错取1,刃型位错取1-υ,这里取了算术平均值;υ是泊松系数;r o 为位错内截止半径;d 为颗粒尺寸,若取位错内截止半径为b ,面心立方基体取向因子取3.1,则

σg =15.5μb 2

8π

L ln d b 观察(3)

为了得到较为准确的定量表达式,必须较准

确地计算晶界碳化物平均间距 L .

假定合金中有体积分数为f v ,平均尺寸为d 的碳化物颗粒按分配系数k 1均匀分布在晶界上,合金晶粒平均直径为D ,晶粒形状按α-14面体处理,单位体积内的晶界面积[4]

S v =6.70/D

(4)

那么,晶界碳化物平均间距可以导出如下.

单位体积内碳化物个数N 可以表示为

N =f v /k 2d

(5)

式中,k 2为碳化物形状系数.则晶界单位面积上

碳化物个数N g 应为

N g =k 1N /S v =k 1f v D /k 2d 3

(6)

根据Kocks [5]的计算,对于随机分布的质点障碍,

质点的平均间距λ应为

λ=1.18(1/N g )

1⒊(7)

由此可得

λ=1.18

k 2d

3k 1f v D (8)

颗粒的边对边平均间距 L 则为

L =λ-d =1.18

k 2d

k 1f v D -1

(9)

因此,晶界碳化物强化项σg 可以表示为

σg =

15.5μb 2ln (d /b )

8π1.18k 2d

k 1f v

D -31d

(10)

当 L d 时, L ≈λ,则上式可以简化为

σg =

15.5μb 2

ln (d /b )9.44π

k 2d 3

k 1f v D

(11)

式中,f v 与质量百分数f w 存在比例关系

f v =

f w ρ0ρ

(12)

式中,ρ0为合金密度;ρ为碳化物密度.所以,式(11)又可以表示为

579第6期谢世殊等:GH586合金的晶界碳化物高温强化

σg =K f w Dd

-3

程度

的合

⒊ln (d /b )

(13)

式中,K =15.5μb 2

9.44πk 1ρ

0k 2ρ

,可以视为常数.

因此,如果上述强化机制成立,则应该存在

σ0.2∝f w Dd -0371⒊

ln (d /b )关系.代入实验值,作σ0.2※f w Dd

-30n a

⒊ln (d /b )关系曲线如图2,在此

b 值取面心立方晶体单位位错1/2[110]的柏氏矢量的模量值

a ,a =0.3591nm [2]为基体点阵常数.可以看到二者存在良好的线性相关性.从而说明晶界碳化物强化模型是适用的.

图2　合金850℃屈服强度与显微组织参数关系

3　结论

(1)固溶处理条件下,GH586合金中存在

MC 和M 6C 2种碳化物;固溶温度提高,其晶界碳化物发生回溶、聚集和长大过程,同时合金晶粒长大,使合金高温强度及韧性下降.

(2)高温下,合金晶界碳化物对晶界起到强化作用,均匀分布的细小晶界碳化物颗粒对合金高温强度有利,大的晶粒尺寸由于伴随着较少的不均匀分布的大块晶界碳化物,其对合金高温强度有利之处未显现出来,晶界碳化物对合金高温强度的贡献可用本文提出的晶界碳化物强化模型描述.参考文献

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Cocks U F .A statistical therory of flow stres s and work -hardening .Phil M ag ,1966,13:541

Effects of Grain -Boundary Carbides on High -Temperature Strength in the Superalloy GH586

X ie Shishu ,Y ang Hongcai ,Wang Z hix ing ,Huang Ziyang

ABSTRAC T T he w rought Ni -based superalloy GH586was subjected to tensile proper ties test at the temperature of 850℃and metallog raphical ex amination .G rain -boundary carbide extract replica was observed by means of T EM and its phase was analyzed under various solution co nditions .T he effects o f g rain boundary carbides on 850℃yield streng th was studied .The relationship among high -temperature yield streng th ,grain boundary carbides characteristic parameters ,and g rain size was discussed ,and a formula was put fo rward .T he results show that g rain -boundary carbides improve high -tempera ture streng th in the alloy .In terms of the contribution of the g rain -boundary carbides to the 850℃yield strength ,the results calculated by the model proposed are consistent with the experimental results well .KEY W ORDS superalloy G H586,g rain -boundary carbides ,high -temperature streng th .

(Received March 13,1998)

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东北大学学报(自然科学版) 第19卷

镍基高温合金性能

镍基高温合金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。发展过程镍基高温合金(以下简称镍基合金)是30年代后期开始研制的。英国于1941年首先生产出镍基合金Nimonic 75(Ni-20Cr-0.4Ti)；为了提高蠕变强度又添加铝，研制出Nimonic 80(Ni-20Cr-2.5Ti-1.3Al)。美国于40年代中期，苏联于40年代后期，中国于50年代中期也研制出镍基合金。镍基合金的发展包括两个方面：合金成分的改进和生产工艺的革新。50年代初，真空熔炼技术的发展，为炼制含高铝和钛的镍基合金创造了条件。初期的镍基合金大都是变形合金。50年代后期，由于涡轮叶片工作温度的提高，要求合金有更高的高温强度，但是合金的强度高了，就难以变形，甚至不能变形，于是采用熔模精密铸造工艺，发展出一系列具有良好高温强度的铸造合金。60年代中期发展出性能更好的定向结晶和单晶高温合金以及粉末冶金高温合金。为了满足舰船和工业燃气轮机的需要，60年代以来还发展出一批抗热腐蚀性能较好、组织稳定的高铬镍基合金。在从40年代初到70年代末大约40年的时间内，镍基合金的工作温度从700℃提高到1100℃，平均每年提高10℃左右。镍基高温合金的发展趋势见图1。

镍基高温合金的发展趋势成分和性能镍基合金是高温合金中应用最广、高温强度最高的一类合金。其主要原因，一是镍基合金中可以溶解较多合金元素，且能保持较好的组织稳定性；二是可以形成共格有序的A3B 型金属间化合物γ'[Ni3(Al，Ti)]相作为强化相，使合金得到有效的强化，获得比铁基高温合金和钴基高温合金更高的高温强度；三是含铬的镍基合金具有比铁基高温合金更好的抗氧化和抗燃气腐蚀能力。镍基合金含有十多种元素，其中Cr主要起抗氧化和抗腐蚀作用，其他元素主要起强化作用。根据它们的强化作用方式可分为：固溶强化元素，如钨、钼、钴、铬和钒等；沉淀强化元素，如铝、钛、铌和钽；晶界强化元素，如硼、锆、镁和稀土元素等。镍基高温合金按强化方式有固溶强化型合金和沉淀强化型合金。 ·固溶强化型合金具有一定的高温强度，良好的抗氧化，抗热腐蚀，抗冷、热疲劳性能，并有良好的塑性和焊接性等，可用于制造工作温度较高、承受应力不大(每平方毫米几公斤力，见表1)的部件，如燃气轮机的燃烧室。 ·沉淀强化型合金通常综合采用固溶强化、沉淀强化和晶界强化三种强化方式，因而具有良好的高温蠕变强度、抗疲劳性能、抗氧化和抗热腐蚀性能，可用于制作高温下承受应力较高(每平方毫米十

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。

高温合金材料项目可行性研究报告

高温合金材料项目可行性研究报告 xxx实业发展公司

第一章概述一、项目概况（一）项目名称高温合金材料项目高温合金材料最初主要应用于航空航天领域，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，从而大大的拓展了应用领域。随着高温合金的发展，新型高温合金材料的出现，高温合金的市场需求处于逐步扩大和增长的趋势。（二）项目选址 xx科技园项目属于相关制造行业，投资项目对其生产工艺流程、设施布置等都有较为严格的标准化要求，为了更好地发挥其经济效益并综合考虑环境等多方面的因素，根据项目选址的一般原则和项目建设地的实际情况，该项目选址应遵循以下基本原则的要求。（三）项目用地规模项目总用地面积57108.54平方米（折合约85.62亩）。（四）项目用地控制指标该工程规划建筑系数55.40%，建筑容积率1.32，建设区域绿化覆盖率5.70%，固定资产投资强度173.07万元/亩。

（五）土建工程指标项目净用地面积57108.54平方米，建筑物基底占地面积31638.13平方米，总建筑面积75383.27平方米，其中：规划建设主体工程55544.54平方米，项目规划绿化面积4293.28平方米。（六）设备选型方案项目计划购置设备共计109台（套），设备购置费6901.29万元。（七）节能分析 1、项目年用电量1077285.84千瓦时，折合132.40吨标准煤。 2、项目年总用水量49092.48立方米，折合4.19吨标准煤。 3、“高温合金材料项目投资建设项目”，年用电量1077285.84千瓦时，年总用水量49092.48立方米，项目年综合总耗能量（当量值）136.59吨标准煤/年。达产年综合节能量40.80吨标准煤/年，项目总节能率 23.53%，能源利用效果良好。（八）环境保护项目符合xx科技园发展规划，符合xx科技园产业结构调整规划和国家的产业发展政策；对产生的各类污染物都采取了切实可行的治理措施，严格控制在国家规定的排放标准内，项目建设不会对区域生态环境产生明显的影响。（九）项目总投资及资金构成

NS336(N06625、2.4856)固溶强化型镍基变形高温合金

上海商虎/张工：158 –0185 -9914

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。高温合金： GH3030、GH4169、GH3128、GH145、GH3039、GH3044、GH4099、GH605、GH5188等

软磁合金： 1J06、1J12、1J22、1J27、1J30、1J36、1J50、1J79、1J85等弹性合金： 3J01、3J09、3J21、3J35等。蒙乃尔合金：Monel 400（N04400）、Monel K500（N05500）等膨胀合金： 4J28、4J29（与玻璃烧结）、4J32、4J33、4J34、4J36、（与陶瓷烧结）4J38、4J42、4J50等耐蚀合金： Inconel 600、601、617、625、686、690、713C、718、Inconel X-750等因科洛伊合金： Incoloy 20、330、718、800、800H、800HT、825、925、Inconel 926【N08926/1.4529】等哈氏合金： Hastelloy C、C-4、C-22（N06022）、C-276、C-2000、Hastelloy B、B-2、B-3等纯镍 / 钛合金： N4、N5（N02201）N6、N7（N02200）TA1、TA2、TA9、TA10、TC4等沉淀硬化钢/双相不锈钢 17-4PH（sus630）、17-7PH（sus631）、15-5PH/ 2205、2507、904L、254SMO、20#（N08020）生产工艺：热轧、锻轧、精扎、机轧、挤压、连铸、冷拔、浇铸、冷拉等供应规格：棒材、板材、管材、带材、毛细管、丝材及块料。

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。

国内外镍基高温合金

镍基高温合金

镍基高温合金浏览：文章来源：中国刀具信息网添加人：阿刀添加时间：2007-06-28 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。发展过程镍基高温合金(以下简称镍基合金)是30年代后期开始研制的。英国于1941年首先生产出镍基合金Nimonic 75(Ni-20Cr-0.4Ti)；为了提高蠕变强度又添加铝，研制出Nimonic 80(Ni-20Cr-2.5Ti-1.3Al)。美国于40年代中期，苏联于40年代后期，中国于50年代中期也研制出镍基合金。镍基合金的发展包括两个方面：合金成分的改进和生产工艺的革新。50年代初，真空熔炼技术的发展，为炼制含高铝和钛的镍基合金创造了条件。初期的镍基合金大都是变形合金。50年代后期，由于涡轮叶片工作温度的提高，要求合金有更高的高温强度，但是合金的强度高了，就难以变形，甚至不能变形，于是采用熔模精密铸造工艺，发展出一系列具有良好高温强度的铸造合金。60 年代中期发展出性能更好的定向结晶和单晶高温合金以及粉末冶金高温合金。为了满足舰船和工业燃气轮机的需要，60年代以来还发展出一批抗热腐蚀性能较好、组织稳定的高铬镍基合金。在从40年代初到70年代末大约40年的时间内，镍基高温合金的发展趋势

镍基合金的工作温度从 700℃提高到1100℃，平均每年提高10℃左右。镍基高温合金的发展趋势见图1。成分和性能镍基合金是高温合金中应用最广、高温强度最高的一类合金。其主要原因，一是镍基合金中可以溶解较多合金元素，且能保持较好的组织稳定性；二是可以形成共格有序的 A 3B 型金属间化合物 '[Ni 3(Al ，Ti)]相作为强化相，使合金得到有效的强化，获得比铁基高温合金和钴基高温合金更高的高温强度；三是含铬的镍基合金具有比铁基高温合金更好的抗氧化和抗燃气腐蚀能力。镍基合金含有十多种元素，其中 Cr

2019年产1000吨超纯净高性能高温合金材料建设项目可行性研究报告

2019年产1000吨超纯净高性能高温合金材料建设项目可行性研究报告 2019年6月

目录一、项目概况 (4) 二、项目建设的必要性 (4) 1、项目建设是国家战略发展的需要 (4) 2、项目建设有利于提高我国高温合金制造水平 (5) 3、项目建设有利于企业的发展 (5) 三、项目建设的可行性 (6) 1、项目建设符合国家产业政策和发展规划 (6) （1）符合《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》方向 (6) （2）符合《新材料产业发展指南》方向 (7) 2、深厚的技术积累为项目的实施提供了技术保障 (7) 3、丰富的客户资源为项目的市场消化提供了可靠保障 (8) 4、公司拥有高温合金生产运营的成功经验 (9) 5、公司拥有完善的产品质量控制体系 (9) 四、项目建设方案 (10) 五、项目投资概算 (11) 1、项目投资明细 (11) 2、主要设备情况 (11) 六、项目技术工艺分析 (12) 1、项目采取的技术工艺设计原则 (12) （1）先进性与适用性相结合的原则 (12) （2）经济合理性与可靠性相结合的原则 (12) （3）坚持节能、环保与安全生产的原则 (12)

2、项目采取的核心关键技术 (13) （1）高温合金超纯净熔炼工艺技术 (13) （2）均质、细晶变形高温合金制造技术 (13) （3）超纯净镍基高温合金的计算机模拟与仿真技术 (13) 3、项目工艺流程 (14) （1）航空用高温合金母合金生产工艺流程 (14) （2）航空、核电、燃机用高温合金棒材生产工艺流程 (14) 七、项目实施进度计划 (15) 八、项目主要原材料及能源供应情况 (16) 九、项目经济效益分析 (16)

镍基高温合金

镍基高温合金飞行器工程学院110622班 11062228 袁同豪摘要：定义了高温镍合金，诉说了其发展过程、成份和性能和生产工艺，以及阐述了镍基高温合金的研究、制造与应用关键字：镍基高温合金抗氧化塑性组织稳定性固溶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。具有良好的耐高温腐蚀和抗氧化性能、优良的冷热加工和焊接工艺性能，在700℃以下具有满意的热强性和高的塑性。合金可以通过冷加工得到强化，也可以用电阻焊、溶焊或钎焊连接，可供应冷轧薄板、热轧厚板、带材、丝材、棒材、圆饼、环坯、环形锻件等，适宜制作在1100℃以下承受低载荷的抗氧化零件。镍基高温合金是30年代后期开始研制的。英国于1941年首先生产出镍基合金Ni-20Cr-0.4Ti；为了提高蠕变强度又添加铝，研制出Ni-20Cr-2.5Ti-1.3Al。美国于40年代中期，苏联于40年代后期，中国于50年代中期也研制出镍基合金。镍基合金的发展包括两个方面：合金成分的改进和生产工艺的革新。50年代初，真空熔炼技术的发展，为炼制含高铝和钛的镍基合金创造了条件。初期的镍基合金大都是变形合金。50年代后期，由于涡轮叶片工作温度的提高，要求合金有更高的高温强度，但是合金的强度高了，就难以变形，甚至不能变形，于是采用熔模精密铸造工艺，发展出一系列具有良好高温强度的铸造合金。60年代中期发展出性能更好的定向结晶和单晶高温合金以及粉末冶金高温合金。为了满足舰船和工业燃气轮机的需要，60年代以来还发展出一批抗热腐蚀性能较好、组织稳定的高铬镍基合金。在从40年代初到70年代末大约40年的时间内，镍基高温合金的工作温度从700℃提高到1100℃，平均每年提高10℃左右。镍基高温合金是高温合金中应用最广、高温强度最高的一类合金。其主要原因，一是镍基合金中可以溶解较多合金元素，且能保持较好的组织稳定性；二是可以形成共格有序的A3B型金属间化合物γ'[Ni3(Al，Ti)]相作为强化相，使合金得到有效的强化，获得比铁基高温合金和钴基高温合金更高的高温强度；三是含铬的镍基合金具有比铁基高温合金更好的抗氧化和抗燃气腐蚀能力。镍基合金含有十多种元素，其中Cr主要起抗氧化和抗腐蚀作用，其他元素主要起强化作用。根据它们的强化作用方式可分为：固溶强化元素，如钨、钼、钴、铬和钒等；沉淀强化元素，如铝、钛、铌和钽；晶界强化元素，如硼、锆、镁和稀土元素等。镍基高温合金按强化方式有固溶强化型合金和沉淀强化型合金。固溶强化型合金：具有一定的高温强度，良好的抗氧化，抗热腐蚀，抗冷、热疲劳性能，并有良好的塑性和焊接性等，可用于制造工作温度较高、承受应力不大的部件，如燃气轮机的燃烧室；沉淀强化型合金：通常综合采用固溶强化、沉淀强化和晶界强化三种强化方式，因而具有良好的高温蠕变强度、抗疲劳性能、抗氧化和抗热腐

国内外镍基高温合金

国内外镍基高温合金 Prepared on 24 November 2020

国内外镍基高温合金镍基高温合金 1、中国牌号：固溶强化型镍基高温合金 GH3007（GH5K）；GH3030（GH30）；GH3039（GH39）；GH3044（GH44）；GH3128（GH128）； GH3170（GH170）；GH3536（GH536）；GH3600（GH600）；GH3625（GH625）；GH3652（GH652）； 2、中国牌号：时效强化型镍基高温合金 GH4033（GH33）；GH4037（GH37）；GH4049（GH49）；GH4080A（GH80A）；GH4090（GH90）；GH4093（GH93）；GH4098（GH98）；GH4099（GH99）；GH4105（GH105）；GH4133（GH33A）；GH4133B；GH4141（GH141）；GH4145（GH145）；GH4163（GH163）；GH4169（GH169）； GH4199（GH199）；GH4202（GH202）；GH4220（GH220）；GH4413（GH413）；GH4500（GH500）；GH4586（GH586）；GH4648（GH648）；GH4698（GH698）；GH4708（GH708）；GH4710（GH710）；GH4738（GH738；GH684）；GH4742（GH742）； 3、美国牌号：固溶强化型镍基高温合金 Haynes 214;Haynes 230;Inconel 600; Inconel 601; Inconel 602CA; Inconel 617; Inconel 625;RA333;Hastelloy B; Hastelloy N; Hastelloy S; Hastelloy W; Hastelloy X; Hastelloy C-276; Haynes HR-120; Haynes HR-160;Nimonic 75; Nimonic 86; 4、美国牌号：沉淀硬化型镍基高温合金 Astroloy;Custom Age 625PLUS; Haynes 242; Haynes 263; Haynes R-41; Inconel 100; Inconel 102;Incoloy 901; Inconel 702; Inconel 706; Inconel 718; Inconel 721; Inconel 722; Inconel 725; Inconel 751; Inconel X-750;M-252;Nimonic 80A; Nimonic 90; Nimonic 95; Nimonic 100; Nimonic 105; Nimonic 115;C-263;Pyromet 860; Pyromet 31;Refractaloy 26;Rene, 41; Rene, 95; Rene, 100;Udimet 500; Udimet 520; Udimet 630; Udimet 700; Udimet 710;Unitemp af2-1DA;Waspaloy; Hastelloy C276、Monel 400等耐蚀合金产地:北京型号:C276,B2,Monel 400,Ni,600 耐蚀合金系列·常用耐蚀合金系列材料中国牌号国外牌号特性和用途 NS312Inconel 600耐高温氧化物介质腐蚀，用于热处理及化学加工工业装置 NS112Inconel 800H抗氧化物介质腐蚀，抗高温抗渗碳强度高，合成纤维工程中加热管、炉管及构件 NS322Hastelloy B-2（哈氏B2）耐强还原性介质腐蚀，改善抗晶间腐蚀性，高温中盐酸及中浓度硫酸环境中使用 NS334Hastelloy C276（哈氏C276）耐氧化性氯化物水溶液及湿氯、次氯盐酸腐蚀，用于强腐蚀性氧化-还原复合介质环境

高温合金材料最新发展

高温合金材料最新发展新一代高温合金 New Generation Ni-based and Co-based Superalloys 高温合金由于具有优的高温力学性能和抗腐蚀、氧化能力等综合性能，而广泛地用于航空航天发动机、地面燃气轮机以及其他恶劣服役环境中的关键设备中。 Ni and Co-based superalloys have good balanced properties of high temperature strength, toughness, and resistance to degradation in corrosive or oxidizing environments, which make the materials widely used in aircraft and power-generation turbines, rocket engines, and other aggressive environments. 1．第四代镍基单晶高温合金（Ru-containing Single Crystal Ni-base Superalloys）先进镍基单晶高温合金由于其高温下优良的综合性能而成为高推比（>12）航空发动机高压涡轮叶片的首选材料，与传统低Cr商业单晶合金的设计思路不同，利用Ru和高Cr及其交互作用有可能通过改变γ’相形貌，即改变合金元素在γ和γ’两相中分配比和点阵错配度，提高蠕变性能，并保持良好的综合性能。 Different from commercial single crystal superalloys with low levels of Cr addition, high levels of Cr and Ru additions as well as the effects of their interaction influence the morphology of γ’ precipitates remark ably. They changed the elemental partitioning ratio between the γ and γ’ phases, and the lattice misfits of these experimental alloys, and enhanced the creep life with keeping the balanced properties. These new

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国内外镍基高温合金 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】

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。

高温合金材料的应用与发展

高温合金材料的应用与发展分析李桃山王保山南昌航空大学飞行器工程学院100631班：10号南昌航空大学飞行器工程学院100631班：20号摘要：本文主要介绍高温合金材料的定义及加工特点，通过了解合金的使用范围及选择标准，使更好的发展运用在各个领域。随着工业技术的发展。要求使用具有耐更高温度下的疲劳、蠕变、热稳定性以及抗氧化性能的高温材料，以适应先进设备（主要是航空运用）的设计要求，因此近半个多世纪以来人们从未停止过对的各种高温合金材料研发。从我国高温材料的发展历程与现状分析认为，我们应该发扬民主, 军民结合, 发扬全国一盘棋的精神, 形成一个和谐的集体，使我国高温合金体系建立在一个更坚实的基础上。关键字：高温合金材料合金分类应用合金发展前景选择标准前言：高温钛合金以其优良的热强性和高比强度，在航空发动机上获得了广泛的应用。类似的高温合金材料在未来很长的一段时间应该是王牌型材料，在科技日新月异的今天，对高温合金材料的研究与来发具有很高的实际意义与战略意义。未来的航空航天飞行器及其推力系统，要求发展比现有的Ti64和Ti6242合金的强度、工作温度和弹性模量更高，密度更小，价格更低的高温合金材料，因此，高温合金材料的是航空材料的发展主流。一、高温合金材料的定义及加工特点高温合金定义：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。高温合金加工特点对于镍合金、钛合金以及钴合金等高温合金来说，耐高温的特性直接提高了

镍基高温合金waspaloy加工工艺

镍基高温合金(如In718、Waspaloy等)具有热稳定性好、高温强度和硬度高、耐腐蚀、抗磨损等特点，是典型的难加工材料，常用于制作涡轮盘等发动机关键部件。由于涡轮盘是航空发动机的关键部件之一，在应力、温度和恶劣的工作环境条件下容易产生疲劳失效，因此涡轮盘材料及制造技术是研制高性能航空发动机的关键。由于涡轮盘上的异形孔由若干圆弧和直线组成，形状复杂，加工时要求各组成段位置准确、过渡圆滑而不产生加工转折痕迹，表面粗糙度符合工艺要求，因此该高温合金异形孔的加工是涡轮盘加工的难点。目前，航空发动机制造商均采用电火花加工方法加工镍铬耐热合金异形孔，但是电火花加工过程中产生的热影响层难以用普通的磨削、研磨方法去除，往往需要用磨料射流等特殊工艺去除该变质层，加工效率低，生产成本高。因此，对高效低成本的镍基高温合金异形孔加工方法的研究越来越受到人们的高度重视。本文通过钻削、铣削与磨削工艺的不同组合、选用新型涂层刀具及适当的加工参数加工镍基高温合金异形孔的工艺试验，讨论了用铣削和磨削加工方法代替电火花方法加工镍基高温合金异形孔的可行性。 2 工艺试验与分析 1.试验条件切削试验在加工中心上进行，被加工异形孔的形状和尺寸见图1：异形孔的截面由6段圆弧和2段直线组成，孔深10mm。试验中分别采用以下工艺：①钻削?6mm圆孔→铣削异形孔；②钻削?6mm圆孔→磨削异形孔；③钻削?6mm圆孔→铣削异形孔→磨削异形孔。三种不同工艺过程的加工条件、工艺参数见表1。

铣削 ↓ 磨削长25mm，铣刀总长100mm，柄部直径?6mm，直柄磨削直径?4mm、长6mm的圆柱形氧化铝砂轮(铬刚玉)，等级RA120，柄部直径?3mm 1883330.05 工件材料：In718镍基高温合金冷却液：浓度为9%的乳化液，压力30Bar 图1 异形孔的截面形状与尺寸图2 采用不同工艺获得的异形孔表面粗糙度 1.分别采用工具显微镜和图像采集系统测量铣刀和砂轮的磨损，记录磨损形貌。用Taylor-HobsonSurtronic 3p型表面粗糙度仪沿异形孔的轴线方向测量孔的表面粗糙度Ra。 2.结果与分析 a.对三种加工工艺过程获得的异形孔表面粗糙度进行对比，结果如图2所示：在三种工艺过程中，采用钻削 →铣削→磨削(钻削加工?6mm圆孔→低用量铣削加工异形孔→磨削异形孔)工艺所获得的异形孔的表面粗糙度最小，而钻削→磨削(钻削加工?6mm圆孔→磨削异形孔)工艺所获得的异形孔表面粗糙度最大。试验证明：在该试验条件下采用铣削加工也能获得满足表面粗糙度要求的异形孔；钻孔后磨削加工比钻孔后铣削加工所获得的异形孔表面粗糙度精度低；铣削后再进行磨削加工可在一定程度上提高异形孔加工的表面粗糙度精度，但会增加成本，降低效率。 b.不同加工条件下的铣刀磨损和破损情况：在钻削→铣削过程中，铣削1个孔后，两把铣刀的转角处均产生了严重的沟槽磨损和破损。采用低切削用量铣削异形孔时(v=52m/min，f=333mm/min)，铣刀产生比较明显的破损(见图3a)；而用高切削用量铣削异形孔时(v=104m/min，f=666mm/min)，铣刀的沟槽磨损更为显著(见图3b)。

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

铸造高温合金发展的回顾与展望

第20卷第1期2000年3月航空材料学报 JOURNAL OF AERONAUT ICAL M ATERIALS Vol.20,No.1 M arch2000 铸造高温合金发展的回顾与展望陈荣章1 王罗宝1 李建华2 (1.北京航空材料研究院,北京100095; 2.中国人民大学,北京100872) 摘要:回顾了20世纪40年代以来铸造高温合金发展中的若干重大事件:叶片以铸代锻;真空熔炼技术;定向凝固及单晶合金;合金成分设计;Ni3Al基铸造高温合金;合金凝固过程数值模拟;细晶铸造。展望了铸造高温合金21世纪的发展:单晶高温合金仍然是最重要的涡轮叶片材料;继续靠工艺的发展挖掘合金潜力;发展有希望的替代材料。关键词:合金发展;铸造高温合金;燃气涡轮叶片中图分类号:T G24 文献标识码:A 文章编号:1005 5053(2000)01 0055 07 自从20世纪40年代初期第一台航空喷气发动机采用第一个铸造涡轮工作叶片以来,铸造高温合金的发展经历了一段曲折而又辉煌的历程。众所周知,航空发动机的发展与高温合金的发展是齐头并进、密不可分的,前者是后者的主要动力,后者是前者的重要保证。占据着航空发动机中温度最高、应力最复杂的位置的铸造涡轮叶片的合金发展尤其是这样。半个世纪以来,航空发动机涡轮前温度从40年代的730 提高到90年代的1677 ,推重比从大约3提高到10[1],这一巨大进展固然离不开先进的设计思想、精湛的制造工艺以及有效的防护涂层,但是,高性能的铸造高压涡轮叶片合金的应用更是功不可没。40年代以来,标志着铸造高温合金性能水平的在140M Pa/100h条件下的承温能力从750 左右提高到当前的1200 左右(图1),是十分令人鼓舞的巨大成就。在这世纪之初回顾铸造高温合金发展的历程,不能不提到如下几件使人难忘的重大事件。叶片以铸代锻 1943年,美国GE公司为其J 33航空发动机选用了钴基合金H S 21制作涡轮工作叶片,代替原先用的锻造高温合金H astelloy B。当时为了考核铸造高温合金作为转动件的可靠性,宇航局(NASA)有关部门曾对两种合金叶片同时进行台架试车鉴定。结果表明, HS 21完全可以代替H astelloy B制作涡轮转子叶片,从此开创了使用铸造高温合金工作叶片的历史[2,3]。之后,又谨慎地对X 40,GM R 235等铸造合金进行类似的考核研究,使铸造叶片的应用有所扩大。随着发动机推力的增大,叶片尺寸增大,当时发现叶片的主要失效模式从蠕变断裂转变为疲劳断裂,而铸造叶片由于晶粒粗大且不均匀,疲劳性能远低于锻造合金,加之当时出现了性能较高的沉淀硬化型镍基锻造高温合金,例如Nimonic80A, Udimet500,W aspaloy, 437 , 617等,而且锻造技术有所进步,这就使设计师又把叶片选收稿日期:1999 09 20 作者简介:陈荣章(1937 ),男,研究员