变形高温合金的特性、分类及用途
【研究】GH3625(N06625)特性、标准、成分、性能...
上海钢研-张工：158–O185-9914GH3625(GH625)合金是以钼铌为主要强化元素的固溶强化型镍基变形高温合金，具有优良的耐腐蚀和抗氧化性能，从低温到980摄氏度均具有良好的拉伸性能和疲劳性能，并且耐盐雾气氛下的应力腐蚀。
因此，可广泛用于制造航空发动机零部件、宇航结构部件和化工设备。
概述1.1、合金特性：● 对氧化和还原环境的各种腐蚀介质都具有非常出色的抗腐蚀能力●优秀的抗点腐蚀和缝隙腐蚀的能力，并且不会产生由于氯化物引起的应力腐蚀开裂●优秀的耐无机酸腐蚀能力，如硝酸、磷酸、硫酸、盐酸以及硫酸和盐酸的混合酸等●优秀的耐各种无机酸混合溶液腐蚀的能力●温度达40℃时，在各种浓度的盐酸溶液中均能表现出很好的耐蚀性能●良好的加工性和焊接性，无焊后开裂敏感性●具有壁温在-196～450℃的压力容器的制造认证1.2、应用领域●含氯化物的有机化学流程工艺的部件，尤其是在使用酸性氯化物催化剂的场合●用于制造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、风扇（潮湿）、搅拌器、导流板以及烟道等●用于制造应用于酸性气体环境的设备和部件●乙酸和乙酐反应相近牌号、化学成分与标准2.1、相近牌号UNS NO6625 Inconel625(美国)、 NC22DNb(法国)、/.Nr.2.4856(德国)2.2、执行标准GJB 1953-1994 《航空发动机转动件用高温合金热轧棒材规范》GJB 2611-1996 《航空用高温合金冷拉棒材规范》GJB 2612-1996 《焊接用高温合金冷拉丝材规范》GJB 3020-1997 《航空用高温合金环坯规范》GJB 3165-1998 《航空承力件用高温合金热轧和锻制棒材规范》GJB 3782-1999 《航空用高温合金棒材规范》HB 5198-1982 《航空叶片用变形高温合金棒材》物理性能3.1、密度ρ=8.4g/cm33.2、熔化温度1290~1350℃金相组织结构该合金为面心立方晶格结构。
各种高温合金特性的介绍
各种高温合金特性的介绍高温合金是指在高温环境下具有良好性能的合金材料。
它们具有耐高温、抗氧化、抗蠕变等特性，在航空航天、能源、化工等领域具有广泛应用。
下面将介绍几种常见的高温合金及其特性。
1.镍基高温合金镍基高温合金是目前应用最为广泛的一类高温合金。
它们的主要特性如下：-耐高温性能优异：镍基高温合金能在高温下保持良好的力学性能，能在1000℃以上长期使用。
-抗氧化：镍基高温合金能在高温气氛中形成致密的氧化层，防止进一步氧化。
-耐蠕变性能优异：镍基高温合金具有优异的抗蠕变性能，能在高温下长期承受较大的应力而不发生塑性变形。
-抗化学侵蚀能力强：镍基高温合金能够抵抗大多数腐蚀介质的侵蚀，适用于复杂的化工环境。
2.钛基高温合金钛基高温合金是一类新兴的高温合金材料，其主要特性如下：-耐高温性能优异：钛基高温合金可以在600℃以上长期使用，一些类型的钛基高温合金甚至可以在900℃以上使用。
-轻质高强度：钛基高温合金具有较低的密度和高的强度，适用于高温结构轻量化的需求。
-抗氧化：钛基高温合金通过表面氧化处理形成一层致密、防氧化的外层，具有很好的抗氧化性能。
-耐腐蚀性：钛基高温合金在酸碱、盐等腐蚀介质中的耐蚀性能较强，适用于复杂化学环境。
3.铝基高温合金铝基高温合金是一类用铝为基础元素的高温合金。
其主要特性如下：-耐高温性能优异：铝基高温合金一般在500℃以上能够长期使用，一些铝基高温合金甚至在900℃以上也有应用。
-轻质高强度：铝基高温合金的密度较低，但强度较高，适用于高温结构轻量化和高载荷需求。
-抗氧化：铝基高温合金能在高温下形成致密的氧化层，具有较好的抗氧化性能。
-耐蠕变性能优异：铝基高温合金能在高温下保持较好的力学性能，抗蠕变性能突出。
4.铂基高温合金铂基高温合金是一类以铂为基础元素的高温合金-高温稳定性：铂基高温合金在高温下具有较高的稳定性，具有较好的抗氧化性能。
-耐蠕变性能优异：铂基高温合金具有优异的抗蠕变性能，可以在高温高应力下使用。
《中国航空材料手册(第2版)》第2卷.变形高温合金.铸造高温合金
《中国航空材料手册(第2版)》第2卷.变形高温合金.铸造高温合金
《中国航空材料手册（第2版）》是一部全面、系统地反映我国航空材料最新研制水平的综合性工具书。
该书的内容包括了各种航空材料（如金属、非金属、复合材料等）的性能、生产工艺、应用情况以及发展前景等方面的信息。
第2版在第1版的基础上进行了大量的更新和扩充，以更好地满足现代航空工业对材料性能和使用要求不断提高的需求。
其中，第2卷《变形高温合金·铸造高温合金》是该手册的重要组成部分之一，主要介绍了变形高温合金和铸造高温合金这两类重要的航空材料。
变形高温合金部分详细介绍了各种变形高温合金的牌号、化学成分、生产工艺、热处理制度、性能特点以及应用情况等方面的信息。
这些合金通常具有良好的高温强度、抗氧化性能和抗蠕变性能等特点，在航空发动机和燃气轮机等高温部件中有着广泛的应用。
铸造高温合金部分则重点介绍了各种铸造高温合金的牌号、化学成分、铸造工艺、热处理制度、性能特点以及应用情况等方面的信息。
这些合金通常具有优异的高温力学性能和抗氧化性能等特点，在航空发动机叶片和其他复杂形状的零部件中有着广泛的应用。
该手册的第2卷为航空材料的研究人员、设计人员和生产人员提供了重要的参考和指导，有助于推动我国航空工业的不断发展。
同时，对于从事其他领域高温材料研究的人员来说，该手册也具有一定的参
考价值。
GH3039 镍基变形高温合金资料
GH3039 镍基变形高温合金资料中国牌号：GH3039/GH39俄罗斯牌号：ЭИ602/XH75MБГЮ一、GH3039概述GH3039为单相奥氏体型固溶强化合金，在800℃以下具有中等的热强性和良好的热疲劳性能，1000℃以下抗氧化性能良好。
长期使用组织稳定，还具有良好的冷成形性和焊接性能。
适宜于850℃以下长期使用的航空发动机燃烧室和加力燃烧室零部件。
该合金可以生产板材、棒材、丝材、管材和锻件。
1.1 GH3039 材料牌号 GH3039(GH39)1.2 GH3039 相近牌号ЭИ602，ХН75МБГЮ(俄罗斯）1.3 GH3039 材料的技术标准1.4 GH3039 化学成分见表1-1。
表1-1%注：1.合金中允许有Ce存在。
2.合金中ω(Cu)=0.20%。
1.5 GH3039 热处理制度热轧及冷轧板材和带材固溶处理：1050～1090℃，空冷。
棒材及管材固溶处理：1050～1080℃，空冷或水冷。
1.6 GH3039 品种规格和供应状态可以供应各种规格的热轧板、冷轧板、带材、棒材、丝材、管材、和锻件。
板材、带材和管材固溶处理和酸洗后交货。
丝材于冷加工状态或固溶状态供应棒材不热处理交货。
1.7GH3039 熔炼和铸造工艺合金采用电弧炉熔炼、电弧炉或非真空感应炉加电渣重熔或真空电弧重熔以及真空感应炉加电渣或真空电弧重熔工艺。
1.8GH3039 应用概况与特殊要求用该合金材制作的航空发动机燃烧室及加力燃烧室零部件，经过长期的生产和使用考验，使用性能良好。
二、GH3039 物理及化学性能2.1 GH3039 热性能2.1.1 GH3039 热导率见表2-1。
表2-1[1]2.1.2 GH3039 比热容见表2-2。
2.1.3 GH3039 线膨胀系数见表2-3。
表2-2[1]表2-3[1]2.2 GH3039密度ρ=8.3g/cm3。
2.3 GH3039电性能室温电阻率ρ=1.18×10-6Ω·m。
高温合金的基本知识和应用
高温合金的基本知识和应用一、高温合金是指在600度以上的高温下承受复杂的应力，而能很好发挥它的力学和化学性能的一种合金。
二、常用的高温合金牌号有GH3030、GH2132、GH3039、GH3044、GH3128、GH4169、GH4145、GH333三、化学成分另外附有表格。
四、几种最常用的高温合金的材质和力学性能：GH2132(GH132)时效硬化型铁基合金产品牌号：GH2132(GH132/IncoloyA-286/S66286)产品规格：Φ3-350mm执行标准：ASTM B160,B164,B166,B408,B425,B574,GB149921、GH2132钢的特性该合金是Fe-25Ni-15Cr基高温合金，加入钼、钛、铝、钒及微量硼综合强化。
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。
1.GH2132相近牌号A-286 P.Q.A286 UNSS666286(美国)、ZbNCT25(法国)、X5NiCrTi26-15、1.4980、1.4944(德国)2.GH2132生产执行标准3.GH2132工艺性能与要求：1)、该合金具有良好的可锻性能，锻造加热温度1140℃，终锻900℃。
2)、该合金的晶粒度平均尺寸与锻件的变形程度、终锻温度密切相关。
3)、合金具有满意的焊接性能。
合金于固溶状态进行焊接，焊后进行时效处理。
4.GH2132 金相组织结构:该合金在标准热处理状态下，在γ基体上有球关均匀弥散的NI3(Ti,Al）型γ'相以及TiN,TiC,晶界有微量的M3B2，晶界附近可能有少量η相和L相。
2、GH2132 化学成份：（GB/T14992-1994）3、GH2132力学性能（在20℃检测机械性能的最小值）4、GH2132 物理性能5、用途在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。
适合制造在650℃以下长期工作的航空发动机高温承力部件，制造汽车航空发动机和工业燃气涡轮机上的零部件，加力燃烧室、紧固件等。
高温合金的特点
高温合金的特点
高温合金的特点
一、强度高
高温合金具有极高的强度，其最大的优势之一就是可以承受非常高的温度下的应力，能够确保在高温环境下获得良好的抗腐蚀性。
这种特性使高温合金成为极其适合用于高温环境下的工业生产的材料，在航空、航天等高技术产业中，也能应用到许多火炉、锅炉、发动机零件、汽车上等上。
二、耐腐蚀性强
高温合金具有优异的耐腐蚀性，可以抵御大多数腐蚀性介质，使其在各种腐蚀性情况下保持其原有特性。
由于其耐腐蚀性强，广泛应用于化工、冶金、石油等行业。
三、热容量大
高温合金具有良好的热容量，能够在热和冷的转变中极好的稳定性，而且即使是极低的温度也能够达到其原有的特性。
四、抗高温氧化性好
高温合金具有极佳的抗高温氧化性，能够在高温下抵抗氧化损伤，它可以显著提高器件的耐用性，这也是其备受欢迎的原因之一。
五、综合性能优良
在综合性能方面，高温合金同样表现不凡，无论是耐热性、耐腐蚀性、强度、热容量还是抗高温氧化性等，它们都表现出强劲的优势。
- 1 -。
高温合金的蠕变特性及机制探究
高温合金的蠕变特性及机制探究高温合金是一种能够高温下稳定运行的重要材料，广泛应用于航空、航天、能源等领域。
然而，高温下的蠕变现象会严重影响高温合金的机械性能和使用寿命，因此研究高温合金的蠕变特性及机制具有重要意义。
一、高温合金的蠕变特性高温下的蠕变是指在一定应力下，物质在温度较高的条件下发生变形，表现为时间依赖的塑性应变。
高温合金的蠕变特性的研究主要包括蠕变应变速率与应力的关系、蠕变变形的时间依赖性、蠕变断裂机制等方面。
蠕变应变速率与应力的关系是高温合金蠕变特性的重要参数之一，通常用蠕变曲线来表示。
一般来说，蠕变曲线可以分为三个阶段：初期、稳定期和后期。
初期表现为瞬时蠕变，稳定期表现为缓慢蠕变，而后期表现为加速蠕变。
在初期和稳定期，蠕变曲线的斜率较小，而在后期则斜率增大，蠕变速率加快。
随着时间的增加，高温合金的蠕变应变也会逐渐增加。
在相同应力下，温度越高，蠕变应变越大。
高温合金的蠕变变形具有明显的时间依赖性，即在相同应力下，蠕变应变随时间的增加而增加。
这种时间依赖性表现为蠕变应变速率的变化。
蠕变变形的时间依赖性不仅影响高温合金的机械性能，还影响其使用寿命。
高温合金的蠕变断裂机制是指高温下材料断裂时的机制。
蠕变断裂主要有两种机制：晶粒边界间断裂和扩展型断裂。
晶粒边界间断裂可以在初期或稳定期发生，而扩展型断裂则通常发生在后期。
二、高温合金蠕变机制高温合金的蠕变机制是指材料在高温下发生蠕变的物理和化学机制。
高温合金蠕变机制的研究对于提高高温合金的性能以及延长其使用寿命具有重要意义。
高温合金的蠕变机制主要有两种：晶粒滑移和晶界扩散。
晶粒滑移是指晶体中原子在应力作用下发生的移动。
晶界扩散则是指晶界扩散的原子在应力作用下发生移动。
高温合金蠕变过程中，滑移和扩散机制通常同时存在。
不同的高温合金，其蠕变机制可能不同，同时机制的比例也可能不同。
在晶粒滑移机制中，晶体原子会沿着晶格面产生移动，使晶体的某些方向延伸，另外一些方向则收缩。
《高温合金简述》课件
3
未来发展
随着技术的不断创新，取向结晶技术在高温合金制备中的应用前景广阔。
高温合金的热处理工艺
1
固溶处理
高高温合金的强度和耐腐蚀性能。
3
退火处理
改善高温合金的晶粒结构和内部应力。
高温合金的机械性能和腐蚀性能
机械性能
高温合金具有高强度、高硬度和良好的韧性。
腐蚀性能
《高温合金简述》
高温合金是一种特殊的金属材料，具有出色的耐高温性能和机械性能，被广 泛应用于航空航天、能源、化工、医疗器械和汽车工业等领域。
高温合金的分类
镍基合金
包括有铸造合金、变形合金和粉末冶金合金 等。
铁基合金
具有良好的耐腐蚀性能和高温强度，适用于 核电和石油化工等领域。
钴基合金
应用于高温腐蚀环境中，例如炼油和化工行 业。
高温合金的组成和制造工艺
合金组成
制造工艺
高温合金通常由金属元素和合金元素组成，如镍、 铁、钴、钛和铝等。
高温合金的制造过程包括熔炼、铸造、变形加工 和热处理等。
取向结晶技术在高温合金制备中的应用
1
取向结晶原理
通过控制结晶取向，提高高温合金的性能和使用寿命。
2
应用案例
取向结晶技术已成功应用于航空发动机叶片等高温合金零件的制备。
钛基合金
具有良好的高温强度和耐腐蚀性能，用于航 空航天和船舶制造。
高温合金的特性及应用
1 耐高温性能
高温合金具有出色的耐高温性能，可长时间在高温环境中工作。
2 优异的机械性能
高温合金具有高强度、高硬度和良好的抗腐蚀性能。
3 广泛应用领域
高温合金被广泛用于航空航天、能源、化工、医疗器械和汽车工业等领域。
GH3030材料特性、标准、成分
GH3030GH3030应用概况及特性：GH3030是Ni-Cr基固溶强化型变形高温合金，使用温度在800℃以下。
合金具有较好的热强性和高塑性、以及抗冷热疲劳和抗氧化性能，并具有良好的冷冲压和焊接工艺性能。
合金经过固溶处理后为单相奥氏体，使用过程中组织稳定。
主要用800℃以下工作的涡轮发动机燃烧室部件，在1100℃以下要求抗氧化但承受载荷小的高温零部件。
GH3030合金已用于制作就空发动机燃烧室、加力燃烧室以及机匣安装边等零部件。
GH3030主要产品有净轧板、棒材、环件、丝材和管材等。
材料牌号：GH3030(GH30).GH3030材料技术标准：GB/T 14992 GH3030-高温合金和金属间化合物高温材料的分类和牌号GB/T 14994 GH3030-高温合金冷拉棒材GB/T 14995 GH3030-高温合金热轧板GB/T 14996 GH3030-高温合金冷轧板GB/T 15062 GH3030-一般用高温合金管GJB 1952A GH3030-航用高温合金冷轧板规范GJB 2297A GH3030-航用高温合金冷拔（轧）无缝管规范GJB 2611A GH3030-航用高温合金冷拉棒材规范GJB 2612 GH3030-焊接用高温合金冷拉丝材规范GJB 3020A GH3030-航用高温合金环坯规范GJB 3165A GH3030-航承力件用高温合金热轧和锻制棒材规范GJB 3167A GH3030-冷镦用高温合金冷拉丝材规范GJB 3317A GH3030-航用高温合金热轧板规范GJB 3318A GH3030-航用高温合金冷轧带板规范HB/Z140 GH3030-航用高温合金热处理工艺YB/T 5245 GH3030-普通承力件用高温合金热轧和锻制棒材GH3030熔炼工艺：采用电弧炉、或非真空感应炉、或电弧炉＋电渣重熔、或电弧炉＋真空电弧重熔、或非真空感应炉+电渣重熔、或非真空感应炉+真空电弧重熔、或真空双联熔炼工艺。
高温合金分类及牌号标准
高温合金分类及牌号标准高温合金是先进发动机的基石，也是航空发动机热端部件的关键材料。
高温合金材料需要在高温、高压、高应力条件下工作，因此要求具有良好的高温强度、抗氧化性和抗腐蚀性等性能。
高温合金的分类和牌号标准是评估和选择材料的重要依据。
一、高温合金的分类1. 变形高温合金变形高温合金是指在高温下可以进行塑性变形加工的高温合金。
变形高温合金是高温合金中市场应用最广的一种，其需求占比达到了70%。
变形高温合金可以加工成各种形状和尺寸的零件，如板材、棒材、管材等。
2. 铸造高温合金铸造高温合金是指通过铸造工艺制备的高温合金。
根据凝固结晶组织的不同，铸造高温合金可以分为等轴晶铸造高温合金、定向凝固柱晶高温合金和单晶高温合金。
等轴晶铸造高温合金的晶粒形状为等轴状，具有良好的综合性能；定向凝固柱晶高温合金的晶粒形状为柱状，具有更高的强度和蠕变性能；单晶高温合金具有更高的抗蠕变性能和抗疲劳性能。
3. 粉末高温合金粉末高温合金是指以金属粉末作为原材料，经过后续热加工处理得到的高温合金。
粉末高温合金是新一代高温合金，具有较高的抗拉强度和良好的抗疲劳性能。
粉末高温合金主要用于制备涡轮盘等高性能发动机部件。
二、高温合金的牌号标准高温合金的牌号标准是评估和选择材料的重要依据之一。
不同牌号的高温合金具有不同的化学成分、组织结构和性能特点，因此需要根据具体的应用场景选择合适的牌号。
1. 变形高温合金牌号标准变形高温合金的牌号主要由数字和字母组成，其中数字表示合金的类别和用途，字母表示合金的主要元素或特点。
例如，GH4169是一种常用的变形高温合金，其数字部分表示它是一种用于航空发动机的高温强度材料，字母部分表示它含有镍、铬、铁等元素。
2. 铸造高温合金牌号标准铸造高温合金的牌号主要由字母和数字组成，其中字母表示合金的类别和用途，数字表示合金的编号。
例如，K213是一种常用的铸造高温合金，其字母部分表示它是一种单晶高温合金，数字部分表示它是第213号高温合金。
变形高温合金的特性
变形高温合金的特性、分类及用途高温合金是根据航空喷气发动机的需要而发展起来的一种金属材料，它可在600～1100℃的高温氧化和燃气腐蚀条件下，承受复杂应力，并长期可靠地工作。
主要用于航空发动机的热端部件，也是航天火箭发动机、工业燃气轮机、能源和化工等工业的重要材料。
在先进的航空发动机中，高温合金的用量占金属材料总用量的40%～60%。
在先进工业国家，如美国，航空航天用高温合金占其总用量的85%左右。
高温合金是一种兼有热稳定性和热强性的合金。
热稳定性是指金属材料在高温下抗氧化或抗气体腐蚀的能力；而热强性是指金属材料在高温下抵抗塑性变形和断裂的能力。
金属的热稳定性常用称重法来评定，在高温下金属单位时间、单位面积上的失重或增重越大，表示抗氧化性越差，即热稳定性越差。
热强性的评定指标包括蠕变极限、持久强度、高温瞬时强度、高温疲劳强度等。
蠕变极限表征在高温、长期载荷作用下，材料抵抗塑性变形的能力；持久强度表征在高温、长期载荷作用下，材料抵抗断裂的能力；高温瞬时强度（σb和σ0.2）表征高温下材料在瞬时过载时抵抗塑性变形和断裂的能力；高温疲劳强度是指在规定循环次数下（一般为107次）不引起断裂的应力。
高温合金分为变形高温合金和铸造高温合金。
变形合金按基体元素的不同，可分为铁基变形高温合金、镍基变形高温合金和钴基变形高温合金，按合金的高温性能、成形特点及用途的不同，变形高温合金又可分为热稳定变形高温合金和热强变形高温合金。
热稳定变形高温合金的特点是热稳定性很高，通常在固溶状态下使用，强度虽不高，但塑性很好，可顺利地进行深冲压，主要用于受力不大而工作温度很高的零件，例如燃烧室火焰筒及加力燃烧室等。
热强变形高温合金的特点是热强度较高，通常在淬火、时效状态下使用，主要用于高温下承受大载荷及复杂应力的零件，例如涡轮叶片、涡轮盘等。
我国的新标准规定，变形高温合金的牌号以汉语拼音字母“GH”后接四位阿拉伯数字来表示。
“GH”后第一位数字表示分类号，其中1表示固溶强化型铁基合金；2表示时效强化型铁基合金；3表示固溶强化型镍基合金；4表示时效强化型镍基合金。
航空叶片材料——高温合金
高温合金高温合金又叫热强合金、超级合金。
按基体组织材料可分为三类：铁基、镍基和铬基。
按生产方式可分为变形高温合金与铸造高温合金。
按强化机理可分为碳化物强化、固溶强化、时效强化和弥散强化。
一般用于航空发动机耐高温材料的制造，特别是喷气发动机最后两级压气机和最初两级涡轮叶片、燃烧室、加力燃烧室、涡轮盘、涡轮叶片及紧固件的制造。
是重要战略物资，各航空大国都在极其保密的条件下研制。
随着科技事业的发展，高温合金逐渐形成六个较为完整的部分。
一、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。
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、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。
二、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。
高温合金分类及主要应用
高温合金分类及主要应用高温合金是一类具有良好耐高温性能的金属合金材料，通常指在高温环境中具有较高强度、较好耐腐蚀性和高温稳定性的金属材料。
高温合金主要分为镍基、钴基和铁基高温合金，下面将详细介绍这几类高温合金的分类和主要应用。
一、镍基高温合金镍基高温合金是指以镍为基体金属，将合金元素（如铬、钛、铝、钽、钼等）加入其中以增强强度和抗高温腐蚀性能而形成的合金材料。
根据材料结构和应用要求的不同，镍基高温合金可进一步细分为高温强度合金、高温耐氧化合金和高温可变形合金。
1. 高温强度合金：高温强度合金是指在高温环境下能够保持较高强度的合金材料。
由于镍基合金具有良好的塑性和高温稳定性，因此在航空航天、航空发动机、船舶、汽车发动机等高温环境下广泛应用。
其中，最具代表性的是镍基单晶高温合金，能够在高温下保持较高的强度和较好的疲劳和蠕变寿命，已经成为航空发动机叶片、导向叶片、燃烧室等高温部件的首选材料。
2. 高温耐氧化合金：高温耐氧化合金是指具有优异的高温氧化稳定性能的合金材料，可用于高温氧化腐蚀环境中。
这类合金通常采用的合金元素有铬、铝、钛、钽等，这些元素可以形成致密的氧化物保护层，有效防止氧化腐蚀。
高温耐氧化合金广泛应用于航空、航天、石化、电力等领域，如航空涡轮叶片、石油炼化催化剂、气轮机燃烧室等。
3. 高温可变形合金：高温可变形合金是指具有较好的高温可塑性和热变形能力的合金材料。
这类合金通常采用的合金元素有钨、钼、铌等，可以提高合金的高温强度、耐蠕变性和抗高温疲劳性能。
高温可变形合金广泛应用于航空、航天、核能、化工等领域，如航空发动机的涡轮盘、燃气轮机的转子等。
二、钴基高温合金钴基高温合金是以钴为基体金属，添加合金元素（如铬、钼、钛等）以改善其高温强度和耐热腐蚀性能而形成的合金材料。
钴基高温合金具有良好的高温稳定性、耐热性和抗腐蚀性，广泛应用于航空、航天、能源和化工等领域。
特别是在高温、强烈腐蚀和高应力环境下，钴基高温合金表现出优异的性能，如航空发动机燃烧室、气轮机叶轮、化工反应器等高温部件。
高温合金GH4169使用和特性GH4169热加工处理焊接性能知识
高温合金GH4169使用和特性GH4169热加工处理焊接性能知识一、GH4169简介：GH4169是Fe-Ni-Cr基沉淀硬化型变形高温合金，长期使用温度范围-253~650℃，短期使用温度在800℃，在650℃以下时具有高强度、良好的韧性以及在高低温环境均具有耐氧化耐腐蚀性。
以及良好的加工性能和焊接性能和长期组织稳定性。
二、GH4169使用和特性GH4169合金已用于制作航空、航天和石油化工中的环件、叶片、紧固件和结构件等，制作石油化工中应用的多种零件，可批量生产且使用性况良好。
合金在真空自耗重熔时可采用氦气冷却工艺，可有效减轻铌元素偏析，采用喷射成形工艺生产环件，可降低成本和周期，采用超塑成形可扩大生产范围。
适用于制作航空、航天和石油化工中的环件、叶片、紧固件和结构件等，主要有棒、板、管、带、丝、等。
三、GH4169对应牌号国外对应牌号：德标：2.4668、美标N07718、国标：GH4169。
四、GH4169力学性能表品种热处理温度0/°C拉伸强度Σb\MPa延伸率A/%断面收缩率Z/%热扎棒标准热处理20≥1270≥12≥15 650≥1000≥12≥18冷扎板标准热处理20≤895≥40五、GH4169热加工处理和焊接性能知识GH4169合金合适的热加工温度为1120-900℃，冷却方式可以是水淬或其他快速冷却方式，热加工后应及时退火以保证得到很好的性能。
热加工时材料应加热到加工温度的上限，为了保证加工时的塑性，变形量达到20%时的终加工温度不应低于960℃。
冷加工应在固溶处理后进行，加工硬化率大于奥氏体不锈钢，因此加工设备应作相应调整，并且在冷加工过程中应有中间退火过程。
机加工需在固溶处理后进行，要考虑到材料的加工硬化性，与奥氏体不锈钢不同的是，适合采用低表面切削速度。
工件焊缝附近的氧化物要比不锈钢的更难以去除，需要用细砂带打磨，在HNO3和HF的混合酸中酸洗之前，也要用砂纸去除氧化物或进行盐浴预处理。
高温合金的材料学特性分析
高温合金的材料学特性分析一、概述高温合金是指能够在高温下具有良好物理化学性能的合金材料。
由于其在航空、航天、汽车等领域应用广泛，近年来引起了广泛的关注。
本篇文章旨在分析高温合金的材料学特性，探究高温合金在高温环境下表现出的不同特性及其原因。
二、高温合金的组成和制备高温合金通常由两种或两种以上的金属元素组成，其中主要元素是镍、铬、钴以及钼等。
除此之外，还常常添加一些微量元素如铝、钛、锆等。
这些微量元素可以改变高温合金的组织结构，并提高材料的崩裂韧度、抗蠕变强度以及抗氧化能力。
高温合金的制备通常采用的是熔融合金法，即将各种金属材料熔炼成合金，然后采用铸造、挤压或锻造等方式加工成所需形状。
该方法能够得到较为均匀的合金组织结构，从而保证高温合金的综合性能。
三、高温合金的特性1.高温下的抗氧化能力高温合金能够在高温下保持较好的稳定性，主要得益于其良好的抗氧化能力。
当高温合金处于高温气氛下时，表面会形成一层致密的氧化物膜，从而避免合金内部金属元素的进一步氧化。
通常情况下，高温合金的氧化层含有铬、铝等微量元素，这些元素均能够提高材料的氧化抗性。
2.高温下的高强度和高韧性高温合金在高温下表现出较高的强度和韧性，是由于其具有非常优良的晶体结构。
与其他常规金属不同，高温合金通常能够在高温下保持较好的晶体结构状态，从而在高温环境下保持较高的力学性能。
此外，高温合金的微观结构通常含有大量的过渡金属晶格缺陷，这能够增强材料的塑性。
3.高温下的抗蠕变性能在高温条件下，高温合金通常会表现出一定的蠕变趋势。
但由于其具有较优良的抗蠕变性能，一般不会出现明显的变形和断裂。
通常情况下，高温合金中添加钼、铌等微量元素，能够有效地提高其抗蠕变能力。
4.高温下的粘度和塑性在高温条件下，高温合金会表现出一定的粘性和塑性特征。
具体而言，高温合金的晶格结构通常含有大量的金属间隙，这种间隙能够吸纳原子，从而增强材料的塑性。
四、高温合金的应用领域1.航空航天航空航天领域是高温合金应用的一个重要领域。
高温合金材料在航空发动机中的应用
高温合金材料在航空发动机中的应用一、概述高温合金材料是一类能够长期在高温下稳定工作的材料，具有高强度、耐腐蚀、高温稳定等特点。
因此，在航空发动机等高温环境下广泛应用。
本文将从材料特性、应用领域等方面介绍高温合金材料在航空发动机中的应用。
二、高温合金材料的特性及分类高温合金材料是指在高温环境下性能保持稳定的材料，通常指的是镍基合金、钴基合金和铁基合金。
在高温下，高温合金材料具有以下特性：1.高强度：高温合金材料能够在高温下维持较高的强度，其强度随着温度的升高而略有下降，但依然表现出优异的强度。
2.耐腐蚀性：高温合金材料在高温、强氧化性和强腐蚀性环境下都能够保持稳定的表面，并能够有效地抵御氧化、腐蚀的影响。
3.高温稳定性：高温合金材料能够在高温条件下保持很长时间的性能稳定性。
根据成分和特性不同，高温合金材料可以分为镍基合金、钴基合金和铁基合金三类。
其中，镍基合金的应用最为广泛，该类合金可用于航空发动机的制造。
三、高温合金材料在航空发动机中的应用航空发动机是一种高温、高压、极富挑战性的复杂系统。
其中涡轮、燃烧室、燃气轮机等部件需要使用高温合金材料。
高温合金材料在航空发动机中的应用主要包括以下方面。
1.涡轮部件涡轮是航空发动机的核心部件，其承受的温度、转速等要求都很高。
涡轮部件需要使用高强度、高温稳定性、抗氧化和耐腐蚀性强的高温合金材料。
其中，镍基单晶合金能够提供更好的抗拉强度和防开裂能力，并能够在较高温度下工作，因此在涡轮部件中应用广泛。
2.燃烧室和喷嘴燃烧室和喷嘴也需要使用高温合金材料。
由于这两个部件的操作环境中存在大量的高温高压气体，因此需要使用具有良好耐氧化、耐腐蚀性能的高温合金材料。
3.燃气轮机燃气轮机通常作为辅助动力装置，需要使用高强度、耐腐蚀、高温稳定性能强的高温合金材料，能够适应不同的工作环境和载荷，使燃气轮机可以长期稳定地工作。
四、高温合金材料在航空发动机领域的发展趋势随着航空发动机使用寿命的不断延长，高温合金材料在研究及应用上的要求越来越高。
高温合金材料的变形机制与变形行为
高温合金材料的变形机制与变形行为在高温环境下，材料的性能表现变得尤为重要。
因此，高温合金材料的研究和应用成为了材料科学领域的重要课题之一。
高温合金材料具有出色的耐高温性能和抗氧化性能，被广泛应用于航空航天、汽车工业、能源行业等领域。
高温合金材料的变形机制主要包括塑性变形和本构关系两个方面。
塑性变形是材料在外力的作用下，经过变形能够恢复到原始形状的能力。
本构关系则描述了材料的应力和应变之间的关系。
塑性变形的机制取决于高温合金材料的晶体结构和晶体的变形行为。
晶体结构对高温合金的耐高温性能至关重要。
高温合金通常采用面心立方晶体结构，这种结构能够提供更好的机械性能和抗氧化性能。
高温合金材料的变形行为主要包括滑移、蠕变和晶界滑移等。
滑移是指晶体中的原子沿着晶面或晶轴方向滑动，从而使晶体发生塑性变形。
蠕变是指在高温环境下，材料在持续荷载下发生的时间依赖性塑性变形。
晶界滑移是指晶界附近的原子在应力作用下的位移。
滑移、蠕变和晶界滑移是高温合金材料变形机制的重要组成部分，也是高温材料高温性能的关键因素。
通过深入研究这些变形行为可以提高高温合金材料的性能，进一步推动高温材料的发展。
材料的本构关系描述了材料的应力和应变之间的关系。
高温合金材料的本构关系通常采用应变硬化本构模型来描述。
应变硬化是指材料在应变增加时，其抗力也会相应增加。
通过研究材料的本构关系，可以预测材料在高温环境下的力学行为。
除了塑性变形和本构关系，高温合金材料的变形机制还涉及热膨胀和热应力等因素。
在高温环境下，材料会因为温度的变化而发生膨胀，从而引起应力的变化。
热应力对材料的变形行为具有重要的影响，特别是对于高温合金材料来说。
总的来说，高温合金材料的变形机制与变形行为对材料的性能和应用具有重要影响。
深入研究高温合金材料的变形机制和本构关系，可以为材料的设计和制备提供重要的理论依据。
同时，加强对高温合金材料的研究和应用，将为航空航天、汽车工业和能源行业等领域的发展提供更好的支持。
金属合金的高温变形行为
金属合金的高温变形行为介绍：金属合金是金属与其他元素形成的化合物，具有良好的机械性能和热稳定性。
在高温环境下，金属合金的变形行为表现出与常温下不同的特点。
本文将探讨金属合金在高温下的变形行为，并对其应用相关领域进行简要介绍。
高温下的金属合金变形机制：在高温环境下，金属合金的变形主要通过两种机制：晶粒滑移和再结晶。
晶粒滑移是指晶格内部的原子在力的作用下沿滑移面滑动，从而使合金发生塑性变形。
这种变形机制在高温下更为显著，因为高温可以提高原子的扩散速率，并降低晶格的位错能。
再结晶是指在高温下，由于晶界能的降低和晶粒内部的应力积累，合金发生一定程度的晶粒尺寸再细化的现象。
再结晶可以消除残余应力，并提高合金的塑性。
高温下的金属合金变形行为：1. 高温下合金的塑性增加：在高温下，晶体内原子的扩散速率增加，晶体结构相对更加松弛，因此合金的变形能力也增强。
这使得合金可以在较大的应变率和应力条件下变形，促进了它们在高温环境下的应用。
2. 高温下合金的胀缩行为：高温下，金属合金表现出较大的热膨胀系数。
这意味着在高温下，金属合金会因为热胀冷缩而引起形状和尺寸的变化。
这种性质常常被用于制造高温环境下的热膨胀补偿元件，如热交换器。
3. 高温下合金的高温疲劳行为：金属合金在高温下会因为长时间的热力作用而导致疲劳现象。
这是由于高温下，合金中的各种缺陷（如晶界、脆性相等）更容易导致局部应力集中，从而加速疲劳裂纹的形成和扩展。
这需要材料工程师在设计合金材料时充分考虑疲劳裂纹防护措施，并进行相应的磨损和损伤评估。
应用：金属合金在高温下的特性使其在多个领域中得到广泛应用：- 航空航天工业：高温合金被广泛应用于航空航天发动机中的涡轮叶片和高温部件，以提高其在高温下的性能。
- 高温工具制造：高温合金广泛用于制造高温工具，如高速钢和硬质合金刀具，提高其耐高温磨损和抗蚀性能。
- 能源工业：高温合金用于制造燃气涡轮和核反应堆中的结构材料，以应对高温高压环境。
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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。
内应力
塑性变形在金属体内的分布是不均匀的，所以外力去除后，各部分的弹性恢复也不会完全一样，这就使金属体内各部分之间产生相互平衡的内应力，即残余应力。
残余应力降低零件的尺寸稳定性，增大应力腐蚀的倾向。
各向异性
金属经冷态塑性变形后，晶粒内部出现滑移带或孪晶带。
各晶粒还沿变形方向伸长和扭曲。
当变形量很大(如70％或更大)而且是沿着一个方向时，晶粒内原子排列的位向趋向一致，同时金属内部存在的夹杂物也被沿变形方向拉长形成纤维组织，使金属产生各向异性。
沿变形方向的强度、塑性和韧性都比横向的高。
当金属在热态下变形，由于发生了再结晶，晶粒的取向会不同程度地偏离变形方向，但夹杂物拉长形成的纤维方向不变，金属仍有各向异性。
再结晶和回复
经过冷变形的金属，如加热到一定温度并保持一定的时间，原子的激活能增加到足够的活动力时，便会出现新的晶核，并成长为新的晶粒，这种现象称为再结晶。
经过再结晶处理后，冷变形引起的晶粒畸变以及由此引起的加工硬化、残余应力等都会完全消除。
再结晶温度
通常以经一小时保温完成再结晶的温度为金属的再结晶温度。
各种金属的再结晶温度，按绝对温度(K)计大约相当于该金属熔点的40～50％。
低碳钢的再结晶温度约460℃。
当变形程度较小时,在再结晶过程中，尤其是当温度偏高时，再结晶的晶粒特别粗大。
因此如要晶粒细小，金属材料在再结晶处理前会有较大的变形量。
再结晶温度对金属材料的塑性加工非常重要。
在再结晶温度以上进行的塑性加工和变形称为热加工和热变形；在再结晶温度以下进行的塑性加工和变形称为冷加工和冷变形。
热变形时，金属材料在变形过程中不断地发生再结晶，不引起加工硬化，假如缓慢地冷却，也不出现内应力。
回复
冷变形后的金属，当加热到稍低于再结晶温度时，通过原子的扩散会减少晶体的缺陷，降低晶体的畸变能，从而减小内应力；但是不出现新的晶粒，金属仍保留加工硬化和各向异性，这就是金属的回复。
这样的热处理称为去应力退火。
变形量和塑性
塑性变形变形量的大小，常依变形方式的不同用不同的指标来表示。
有的用坯料变形前后截面积的变化表示,有的用某一方向长度的变化表示,扭转时用转角的大小表示。
镦粗和压缩的变形量在工程上常用压缩率表示。
如坯料原始高H0,镦粗后高H1
（图2），则压下量△H＝H 0－H 1，压缩率为
公式1
金属在锻压过程中所能承受的变形量有一定的限值。
金属能承受较大的变形量而不破裂的性能称为塑性。
金属的塑性可由实验测定(见锻造性能试验)。
金属塑性的好坏与化学成分、内部组织结构、变形温度和速度、变形方式等因素有关。
纯金属和合金元素低的金属（如铝、紫铜、低碳钢等）塑性好，高合金和含杂质多的金属塑性差。
一般金属在低温时塑性差，高温时塑性好。
金属的塑性还与变形方式有关，例如在自由锻镦粗时，坯料的周围向外凸出，材料受拉应力，金属的塑性低，容易开裂。
挤压时，坯料三向受压，金属的塑性高。
在很小的变形下就开裂的金属称为脆性材料，如铸铁。
脆性材料通常不宜锻压加工。
变形力在锻压过程中，坯料内部一般处于三向应力状态。
开始塑性变形的应力不是由某一方向的应力单独确定的。
用1、2、3代表坯料内任意一点单元体上三个相互垂直方向的主应力(图3)，实验表明，如要这个单元体发生塑性变形，则三个主应力所引起的弹性畸变能应达到一定值。
它的数学表达式为
公式3
式中Y为金属的变形抗力，由抗拉试验或抗压试验测定。
上式表示金属坯料内任意一点开始塑性变形时三个方向主应力所应达到的条件，称为屈服准则。
在锻压过程中，坯料内某些面上各点都会发生塑性变形，这时所加的外力称为变形力。
影响变形力P的主要因素有4个，即
公式2
式中Y为金属的静载变形抗力,它与化学成分、温度、变形过程等有关。
低碳钢的变形抗力低，高合金钢的变形抗力高；低温时变形抗力高，高温时变形抗力低；
塑性变形
室温下的退火金属在开始锻压时变形抗力低，经过变形产生加工硬化后变形抗力增高。
A为锻件加力方向的横截面积。
α1为应变速率系数。
在慢速的液压机上锻压时,α1=1～1.5；在应变速率高的锻锤上锻压时,α1埍3。
α2为多余功系数，它与变形方式有关，例如自由锻时坏料侧表面不受约束,α 2=1～2.5；模锻和挤压时，金属的流动受模膛约束，α2=2.5～6。
另外,模膛表面的粗糙度和润滑状况也有影响，锻模表面光洁且有良好的润滑时α 2较小；模具表面粗糙且没有润滑时，α 2较大。