第五章 高温合金
高温合金的材料研究与应用
高温合金的材料研究与应用高温合金是指在高温下具有一定稳定性和优异性能的合金。
由于其在高温下表现出色，被广泛应用于航空航天、能源、化工、石油等领域。
随着人们对于高温合金的需求越来越高，高温合金的材料研究也日益重要。
一、高温合金应用高温合金在航空航天领域中使用广泛。
超音速飞机上需要经受高温和高速气流的冲击，因此需要使用高温合金来制造引擎和发动机部件。
长期以来，国家飞行器制造公司采用国外高温合金为主，但近年来，国内也开始大规模生产自主研发的高温合金材料，并且已经向国内的航空制造企业供货。
在能源领域，高温合金也起着重要的作用。
例如，核反应堆的组件、石化厂的反应器内衬以及钢铁炼化设备等，都要求材料在高温高压和腐蚀环境下，保持较好的性能稳定性和耐腐蚀性。
此外，高温合金还可以应用于地质勘探。
地质勘探中采用高温合金制作孔板、石英筒和钻头等，可以提高勘探的效率和成功率。
二、高温合金研究高温合金的研究是一项复杂、系统的研究工作，需要多个学科的知识支撑。
材料科学，包括冶金、化学、物理等学科，是其中最为关键的部分。
通过对高温下物质行为的深入认识，可以为高温合金材料的制备、性能设计和应用提供科学的理论依据。
材料制备是高温合金研究的重要组成部分。
高温合金制备的关键是合金中所含的各元素的比例、纯度和组织结构。
通过控制这些因素，可以调整材料的性能。
例如可以通过改变高温合金微观组织结构来改变其强度和塑性等力学性能。
高温合金的性能设计也是研究的关键。
高温合金的性能包括抗拉强度、抗蠕变能力、抗氧化能力、抗腐蚀性等。
高温合金的设计应该根据使用场景选择不同的元素配比和处理工艺。
例如，强度要求高、蠕变率要求低的高温合金，通常采用沉淀硬化的设计方案，而氧化和耐腐蚀性较好的要求，更多依赖于表面涂层的选择。
三、高温合金展望目前，高温合金的研究主要是应用于火箭发动机、核电等领域。
然而，随着中国制造业的快速发展，更多的工业生产领域都需要材料具备高温高压耐久性，特别是新材料、新工艺的崛起，加快了高温合金的替代和创新研究的步伐。
高温合金
5.3
高温合金的强化
镍基高温合金应用广泛,铁基高温合金和钴基高温合金也有 一定的应用.所有高温合金都含有多种合金元素,有时多达几十 种.这些合金元素将产生合金强化. 合金强化:加入的多种合金元素与基体元素(镍,铁或钴)产 生作用,从而产生强化效应: 固溶强化 第二相强化(沉淀析出强化和弥散相强化) 晶界强化 工艺强化:采用新工艺,或者改善冶炼,凝固结晶,热加工, 热处理及表面处理等环节从而改善合金组织结构而强化. 高温合金强化=合金强化+ 高温合金强化=合金强化+工艺强化
周和低周疲劳性能,蠕变与疲劳交互作用下的力学性能,抗氧化和抗热腐蚀性能.
高温合金物理常数:密度,熔化温度,比热,热膨胀系数和热导率等. 用户还对生产过程进行控制:对生产中的原材料,生产工艺,生产设备
和测量仪表,操作工序和操作人员素质.生产和质量管理水平等进行考核和"冻结". 合金转厂生经有关航空生产工程来源批准后,生产出的合金必须检验三炉批全面 性能,并检查主要生产工序中半成品质量. 新研制的合金还需经地面台架试车和空中试飞.
1
高温合金概述
国外高温合金发展状况 1929年:英美Meriea,Bedford和Pilling将少量的Ti和Al加入到 80Ni-20Cr电工合金,蠕变显著强化. 1937年:德Hans von ohain涡轮喷气发动机Heinkel问世. 1939年:英研制出Whittle涡轮喷气发动机. 1939年:英Mond镍公司(国际镍公司)研制出镍基合金Nimonic 75,准备用作Whittle发动机涡轮叶片,后为Nimonic 80取代,其 含铝,钛,蠕变性能比Nimonic 75高50℃. 1942年:Nimonic 80用作涡轮喷气发动机的叶片,成为最早的 Ni3(A1,Ti)强化的涡轮叶片材料.此后,该公司在合金中加入 硼,锆,钴,钼等合金元素,相继开发了Nimonic80A,Nimonic 90等合金,形成Nimonic合金系列.
高温合金熔炼工艺
高温合金熔炼工艺一、引言高温合金是一种特殊的合金材料，通常用于制造航空航天领域的零部件，如发动机涡轮叶片、导向叶片等。
由于高温合金具有优异的高温强度、耐氧化性和耐腐蚀性，因此在航空航天领域具有重要的应用价值。
高温合金的熔炼工艺对于材料的性能和质量具有重要影响，因此需要采取一系列严格的工艺控制措施，以确保高温合金材料的质量和性能。
二、高温合金的特性及应用高温合金是一种特殊的金属材料，具有优异的高温强度、耐腐蚀性和耐氧化性。
由于其优异的性能，高温合金广泛应用于航空航天领域，如航空发动机、航天器零部件等。
高温合金通常由镍、铬、钴等金属元素组成，具有高温下的良好机械性能和耐热性能，因此在航空航天领域具有重要的应用价值。
三、高温合金熔炼工艺1.原材料选取：高温合金的熔炼工艺首先需要选择优质的原材料，通常采用超高纯度的金属粉末作为原料，确保合金的成分和纯度符合要求。
2.合金配方设计：根据高温合金的使用要求和性能要求，设计合金的配方，确定各种金属元素的配比和添加量。
合金的配方设计对于材料的性能和品质具有重要影响，需要进行严格的控制。
3.熔炼工艺控制：高温合金的熔炼需要通过真空熔炼、气氛保护熔炼等特殊的工艺控制手段，确保合金材料在高温下保持纯净，避免氧化和杂质的混入。
4.精炼处理：熔炼后的高温合金需要进行精炼处理，通过真空脱气、气氛调节等工艺手段，进一步提高合金的纯度和质量，确保材料的性能优良。
5.铸造成型：熔炼后的高温合金通过静压成型、热压铸造等工艺手段，制备成各种形状和尺寸的零部件，符合航空航天领域的使用要求。
6.热处理工艺：高温合金的热处理工艺对于材料的组织和性能具有重要影响，通过调控热处理参数，提高合金的强度、硬度和耐热性能。
7.检测和质量控制：高温合金的熔炼工艺需要进行严格的检测和质量控制，通过金相分析、显微组织观察、化学成分分析等手段，确保合金材料的质量和性能符合要求。
四、高温合金熔炼工艺的发展趋势1.现代化设备的应用：随着科学技术的不断进步，高温合金熔炼工艺的设备和工艺控制手段不断更新换代，采用先进的真空熔炼设备、气氛保护装置等现代化设备，提高熔炼工艺的精度和稳定性。
高温合金中镍基合金的析出相演变与力学性能研究
高温合金中镍基合金的析出相演变与力学性能研究第一章引言高温合金是一种在高温环境下具有良好性能的材料，广泛应用于航空航天、能源等领域。
镍基合金是一类重要的高温合金，在高温环境下具有优异的力学性能和抗氧化性能。
然而，随着应用环境的加剧，镍基合金的性能要求也越来越高。
在合金设计和改性方面，对于高温合金中析出相的演变与力学性能的研究变得尤为重要。
第二章析出相与微结构2.1 析出相的定义与分类高温合金中的析出相是指在固溶体基体中析出形成的第二相，它们可以显著影响合金的力学性能。
根据组成和形态的不同，析出相可以分为粗大的碳化物、硼化物、硅化物等颗粒状相和细小的间隙型或团状相。
粒状相通常对合金的强度有利，而间隙型或团状相则常常对合金的韧性产生较大影响。
2.2 析出相的形成机制析出相形成的机制多种多样，可以是固溶体相变引起的，也可以是固溶体内结构不稳定导致的。
其中，最常见的有沉淀析出、固溶体相分解和固溶体共晶反应等。
这些形成机制对于析出相的组成、形态和分布都有重要的影响。
2.3 析出相的显微组织观察方法显微组织观察是研究高温合金中析出相的重要手段，常用的观察方法包括光学显微镜、扫描电镜和透射电镜等。
这些方法不仅可以观察析出相的形态、尺寸和分布，还可以获取更多的微观结构信息，如界面结构、晶粒取向等。
第三章析出相演变与力学性能3.1 析出相对力学性能的影响高温合金中的析出相可以通过多种方式影响力学性能。
在强化作用方面，粒状相通过限制晶体滑移、阻碍位错运动等方式增加合金的屈服强度和抗拉强度；间隙型或团状相则可以通过吸收和消散位错，提升合金的延展性和抗疲劳性能。
在韧性方面，粒状相的分布和尺寸对合金的韧性有着重要影响。
3.2 析出相演变与力学性能的关系高温下，合金的组织和力学性能呈现出动态平衡状态，析出相的演变对力学性能有着重要影响。
通过研究析出相的演变规律，可以得到相应的力学性能变化规律，为高温合金的设计和改性提供理论依据。
高温合金的力学性能研究
高温合金的力学性能研究高温合金是一类能够在极端温度条件下保持稳定性能的材料，其在航空、航天等领域有着广泛的应用。
对高温合金的力学性能研究有助于深入了解其材料特性，提高其应用的效益。
一、高温合金的引入与研究意义高温合金的引入可以追溯到20世纪40年代，随着航空航天技术的发展，人们对能够在高温环境下保持稳定性能的材料的需求日益增加。
高温合金由于其优良的高温强度、耐腐蚀性和热稳定性，成为满足这一需求的重要材料。
因此，对高温合金的力学性能进行研究具有重要的实际意义。
二、高温合金的力学性能指标高温合金的力学性能可以通过多种指标来进行评估。
其中最常用的指标包括抗拉强度、屈服强度、延伸率和冷却速度敏感性等。
抗拉强度是衡量材料抵抗拉伸力的能力，屈服强度是材料在拉伸过程中开始发生塑性变形的应力水平，延伸率表示材料在断裂前能够延展的程度。
冷却速度敏感性则是指高温合金在快速冷却过程中其力学性能发生变化的程度。
通过研究这些指标，可以更好地了解高温合金在高温环境下的表现。
三、高温合金的力学性能测试方法为了研究高温合金的力学性能，需要进行力学性能的测试。
常用的测试方法包括拉伸试验、压缩试验和冲击试验等。
拉伸试验是通过施加拉力来测量材料的抗拉强度和屈服强度。
压缩试验则是施加压力来测量材料的抗压强度和屈服强度。
冲击试验则通过施加冲击载荷来测量材料的韧性和断裂韧性。
通过这些测试方法，可以获得高温合金的力学性能数据，进行性能分析和比较。
四、高温合金力学性能研究的应用高温合金的力学性能研究对其应用具有重要的指导意义。
首先，在航空航天等领域的设计中，能够准确评估高温合金的力学性能，能够更好地选择合适的材料，提高设计的可行性和安全性。
其次，在高温环境中的工艺条件下，比如高温合金的成形和加工，准确的力学性能研究可以帮助调节工艺参数，提高工艺的效率和质量。
此外，力学性能研究还有助于改进高温合金的配方和制备方法，提高材料的性能和稳定性。
五、高温合金力学性能研究的挑战与未来展望尽管高温合金的力学性能研究取得了许多进展，但仍然面临一些挑战。
高温合金的制备与性能分析
高温合金的制备与性能分析1. 引言高温合金作为一种特殊材料，在航空、航天、石油和化工等领域具有广泛的应用。
高温合金的制备及其性能研究一直是材料科学领域的热点和难点问题。
本文主要介绍高温合金的制备方法和性能分析。
2. 高温合金的概念和应用高温合金是一种能够在高温环境下保持结构和性能稳定的材料。
它包括铸造、变形和粉末冶金高温合金等几个主要类别。
高温合金的应用范围广泛，如航空发动机叶片、燃烧室组件、高温结构材料、航天器零部件、石油化工设备等。
3. 高温合金的制备方法3.1 铸造高温合金铸造高温合金是通过液态合金浇注到模具中形成所需形状的一种制备方法。
此类高温合金具有相对较简单的生产工艺，但同时也存在制造的不均匀性和收缩问题。
如叶片、涡轮盘、导向叶片等可采用此类高温合金制备。
3.2 变形高温合金变形高温合金包括锻造、轧制、拉伸等工艺。
此类高温合金具有高强度、高韧性和更好的韧性，其制备工艺比铸造高温合金更加复杂，但可以获得更好的性能。
这种类别的高温合金可以制造如涡轮盘，压气机叶片等。
3.3 粉末冶金高温合金粉末冶金高温合金是通过将合金粉末在高温和压力下烧结成所需形状的一种制备方法。
相对于其他制备方法，它具有更高的均匀性和致密度，并且减少了粉化过程的氧化和杂质的混入。
粉末冶金高温合金适用于制造更复杂的形状，如涡轮盘、马鞍形零件、轴承等。
4. 高温合金的性能分析高温合金的应用需要考虑其高温下的物理性能、化学性能、力学性能等因素。
下面将分别进行分析。
4.1 高温下的物理性能在高温环境下，高温合金的热稳定性和耐腐蚀性是最为重要的。
高温下的氧化、碳化、硫化等反应将导致高温合金的损失或破坏。
因此，高温合金的氧化、抗硫化、高温蠕变和热疲劳等物理性能是影响其应用性能的重要因素。
4.2 高温下的化学性能在高温环境下，高温合金常常遭受高温氧化、硫化、碳化和高温腐蚀等情况的影响。
因此，需要考虑高温合金在高温环境下的抗氧化性、抗硫化性、抗碳化性和抗腐蚀性等化学性能。
高温合金的材料学研究
高温合金的材料学研究高温合金是指在高温下能够保持良好力学性能和耐腐蚀性的一类材料。
它们的高温强度和抗氧化性能比一般的工具钢要高得多。
由于它的优异高温性能，高温合金在航空、航天、化工和能源等领域中得到广泛应用。
因此，对高温合金的材料学研究变得越来越重要。
第一章：高温合金的发展历史高温合金最早是由美国人在20世纪20年代发明的。
此后，其应用不断扩大，主要用于航空航天和化工等领域。
20世纪50年代，高温合金的生产量逐渐增多，并逐渐被广泛应用于高温环境下的耐腐蚀构件制造中。
在20世纪60年代和70年代，高温合金的应用又逐渐发展到了燃气轮机等重要领域，并成为工业界的热点研究领域。
第二章：高温合金的材料学性能高温合金的材料学性能包括高温力学性能和高温腐蚀性能。
高温力学性能是指在高温环境下，高温合金的抗拉强度、塑性变形和断裂韧性等力学性能；高温腐蚀性能是指高温合金在高温环境下的耐腐蚀性能和抗氧化性能。
高温合金具有高温下优异的力学性能和腐蚀性能，能够在高温环境下保持一定的力学性能和耐腐蚀性能。
第三章：高温合金的材料制备高温合金主要通过粉末冶金、熔融冶金、化学气相沉积等方法进行制备。
其中，粉末冶金是目前应用最广泛的制备方法之一。
它的优点是可以精确控制材料的化学成分和微观结构，可以制备出具有优异性能的高温合金材料。
熔融冶金是又一种常用的高温合金的制备方法，其中包括真空电弧熔炼、电渣重熔等方法。
化学气相沉积是目前很新的一种制备高温合金的方法，主要针对一些高难度、高纯度、高温度下制备的材料。
第四章：高温合金的应用领域高温合金的应用领域包括工业领域、航空航天领域、能源领域和核工业领域等。
其中，航空航天领域和燃气轮机是高温合金应用最为广泛的领域。
高温合金主要用于燃气轮机的制造、高温环境中的耐腐蚀构件制造、高温工具制造等领域。
第五章：高温合金的未来发展目前，高温合金已经成为工业界研究的热点之一，但也面临着一些挑战。
例如，高温合金材料的耐腐蚀性、高温强度、低成本等方面还需要进一步提高。
高温合金的热膨胀与热应力分析
高温合金的热膨胀与热应力分析随着工业化的发展，高温合金在航空、航天、石化、化工等领域得到了广泛应用。
由于在高温下工作，高温合金往往会遇到热膨胀和热应力的问题。
本文将从热膨胀的原理、热应力的产生机制入手，对高温合金的热膨胀与热应力进行分析。
一、热膨胀的原理热膨胀指物体因升温而体积扩大的现象。
根据热力学原理，物体的内能（即分子内部热运动的能量）随着温度升高而增加，进而导致物体的分子间距增大，从而使物体体积扩大。
根据实验结果，通常情况下物体的热膨胀系数是一个常数，即$\frac{\Delta L}{L}=\alpha \Delta T$，其中$\Delta L$为物体长度的增量，$L$为原来的长度，$\alpha$为热膨胀系数，$\Delta T$为温度的增量。
二、热应力的产生机制高温合金在高温下工作时会受到热应力的作用。
热应力是由于材料受到温度变化所引起的应力。
一般情况下，热应力的产生有以下几种机制：（1）变形不均匀：材料由不同温度区域组成，因为热膨胀系数的不同而导致变形不均匀，从而产生热应力。
（2）温差：材料在高温下表面和内部之间由于温差而引起热应力。
（3）热循环：材料周期性地从高温到低温状态，从而经历周期性的热应力过程。
（4）内部应力：材料内部存在一些应力，当发生温度变化时，这些应力可能会被激发并导致热应力。
三、高温合金作为一种特殊的合金，在高温下具有优异的抗氧化性、高温强度、高温蠕变等性能，因此被广泛应用于航空、航天、石化、化工等领域。
但是，在高温应用环境中，高温合金遭受热膨胀和热应力的问题。
在高温环境下，高温合金的热膨胀系数随着温度的升高而增大，因此高温合金在高温环境下体积会扩大。
如果高温合金与其他材料或设备相连接，将引发应力产生。
另外，由于高温合金拥有高强度、高硬度的特点，一旦形成热应力，将会对其造成极大的破坏，如裂纹、变形等现象。
为了避免高温合金遭受热膨胀和热应力的问题，需要对其进行合理的设计和使用。
高温合金简述
镍基高 温合金
优点：可溶解较多的元素，具有良好的组织稳定性、高温强 度和抗腐蚀性，工作温度较高。 缺点：疲劳性能稍差，塑性较低
优点：较高温度下仍具有高强度和抗热疲劳性能
钴基高 温合金
缺点：中低温工作性能不如前两种高温合金
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2. 镍基高温合金
图2.1为20世纪40年代后的镍基高温合金及其工艺的发展过程[1]。
Fig. 2.1 Development of Ni-base superalloys
5
镍基高温合金的基本组织类型有：奥氏体基体（高度合金化固溶体）；
弥散分布于基体中的碳化物或金属间化合物相，如γ′相[Ni3（Al,Ti）]和γ"
相（NiNb，NiTa）；或高熔点稳定化合物质点（由粉末冶金或机械合金 化方法制得）[2]。图2.2为GH4169的金相显微组织结构图。
Fig.2.2 Microstructure of super alloy GH4169
6
镍元素具有独特的原子结构和稳定的晶体结构，其晶体结构从室温 至熔点的温度区间内始终保持面心立方结构不变，同时，许多合金元素 都可以固溶到镍基材料中进行充分的合金化，因此镍具有作为高温合金 基体元素的优越属性，同时镍基高温合金中可以析出 L12结构γ′相，这是 镍基高温合金中最有效的强化方式，使得镍基高温合金具有优良的综合 性能。
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[5] Jian Zhang. Effect of Ti and Ta on hot cracking susceptibility of directionally solidified Ni-based superalloy IN792. Scripta Materialia, 2003, 48(6): 677~681. [6] D. Leidermark, J.J. Moverare, S. Johansson, K. Simonsson, S. Sj ö str ö m. Tension/compression asymmetry of a single-crystal superalloy in virgin and degraded condition. Acta Materialia, 2010,58(15): 4986~4997.
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。
高温合金材料的应用 ppt课件
课件
课件
变形高温合金：涡轮/高压压气机盘、鼓、轴、环 类零部件广泛采用的GH169合金和封严环形用的 GH90X系列低膨胀高温合金
高温合金涡轮外 环
发动机异型环
发动机涡轮外环
课件
2. 高温合金的切削加工性
高温合金的切削加工特点： 1.切削加工性差 2.切削变形大 3.加工硬化倾向大 4.切削力大且波动大 5.切削温度高 6.刀具易磨损 7.表面质量和精度不易保证
WP7、WP13系列
WP7、WP13系列 WP13系列 WP7系列 WJ5AI\WJ5E WS11、W16、WP7 WP6 WJ5AI WP7、WP13系列 WP6甲
WP7系列 WP8、WP6 WP6、WP7、WP8、WJ6、WP13、FWP14
WP6 WP6、WP13系列 WJ6 FWS10 WJ5AI、WJ5E
组织特点： 高温合金为单一基体组织，在各种温度下具有良好的组织
稳定性和使用可靠性。
课件
高温合金的发展经历的阶段
课件
国内外高温合金的发展状况
序号
1 2 3 4
5 6
7
8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
材料牌号 使用温度（℃） 发动机型号
课件
GH1015 GH1016 GH1035 GH1140
课件
改善高温合金的切削加工性的方法----传统方法
1.选择合适的刀具材料
切削高温合金应刀具，只有在车削断续表面和复杂型面时，才使用高 性能高速钢刀具。常选用YG类及含Ta(N选用耐热性好、抗弯强度高、耐 磨、导热性好、抗粘结性好的刀具材料。连续车削应采用硬质合金b)C的 YG类硬质合金，以减少与工件材料中钛(Ti)元素的亲和作用，减小刀具的 粘结磨损和扩散磨损。推荐牌号：YC,6，YC,6A，643，726，813， YM051，YM052等。
镍基高温合金宏微观塑变行为及性能控制
精彩摘录
然而，镍基高温合金在服役过程中常常会受到各种复杂应力的作用，导致其 塑性变形行为及性能发生变化，从而影响其服役性能。因此，对镍基高温合金的 塑变行为及性能控制进行研究具有重要的实际意义。
精彩摘录
《镍基高温合金宏微观塑变行为及性能控制》这本书对镍基高温合金的塑变 行为及性能控制进行了深入的研究和分析，从宏微观两个角度阐述了镍基高温合 金的塑性变形机制和性能控制方法。下面我们将从书中选取一些精彩的摘录进行 分享。
目录分析
这一章主要介绍了镍基高温合金的重要性和研究背景，阐述了本书的主题和 目的。镍基高温合金在航空、能源、化工等领域具有广泛的应用，其宏微观塑变 行为及性能控制对于理解材料的应用和优化设计具有重要意义。
目录分析
第二章：镍基高温合金的微拉伸力学性能及变形机制 这一章主要研究了镍基高温合金在微拉伸条件下的力学性能和变形机制。通 过实验和理论分析，揭示了合金的微拉伸性能和变形机制，为理解合金在复杂应 力状态下的行为提供了重要信息。
通过阅读这本书，读者可以深入了解镍基高温合金的力学性能和结构变化特点，掌握合金在高温 下的变形规律和性能控制方法。这些知识对于开发高性能的镍基高温合金材料具有重要意义，并 为航空航天、能源等领域的研究和应用提供了重要的理论支持和实践指导。本书还提供了大量的
精彩摘录
精彩摘录
《镍基高温合金宏微观塑变行为及性能控制》精彩摘录 在航空航天、能源、化工等领域，高温合金的应用越来越广泛，而镍基高温 合金作为高温合金中的一种重要类型，因其具有良好的高温强度、抗氧化性和抗 腐蚀性等特点，被广泛应用于制造航空发动机、燃气轮机等高温部件。
内容摘要
这部分内容主要合金在变形和服役过程中的微观组织变化，包括晶粒大小、晶界结构、相变动力 学等。作者通过分析这些微观结构变化对合金性能的影响，揭示了合金在高温下的力学性能和稳 定性变化规律。书中还介绍了合金中相变的控制方法，以及如何通过优化合金成分和热处理工艺 来调节相变行为。
高温合金中元素扩散的研究
高温合金中元素扩散的研究高温合金是一种特殊的合金材料，具有耐高温、耐腐蚀等优异性能，被广泛应用于航空、航天、能源等领域。
其中，元素扩散是高温合金的一个重要研究领域。
本篇文章将从高温合金结构、元素扩散的概念、机制及影响因素等多个方面进行探讨。
一、高温合金结构及其特点高温合金主要由Ni、Co、Fe等基体金属和Cr、Al、Ti等抗氧化元素组成。
其中，基体金属主要提供高温强度，抗氧化元素则能在高温环境下形成致密的氧化物保护层，提供耐腐蚀性能。
此外，高温合金还包含了少量的添加元素，如Mo、W、Nb等，以调节材料的结构和性能。
高温合金具有以下特点：1. 高温强度好：高温合金其最显著的特点就是其高温强度好，由于其组成中含有许多稀土元素，致使合金颗粒成为非常小并拥有高强度的晶界。
而这意味着合金具有很高的内部韧性，并对剪切和拧出型应力都具有很高的抗性。
2. 耐腐蚀性好：高温合金是一种“自愈合金”，即其中的元素会在高温下形成一层致密的氧化物膜，以防止材料的氧化腐蚀。
3. 可锻性好：高温合金可被强力的变形而无需回火再次强化。
4. 热膨胀系数小：高温合金具有小的热膨胀系数，使其在高温下也能保持其原来的形状，不会因温度的升高或下降而瞬间变形。
二、元素扩散的概念元素扩散是指材料中元素在宏观温度或应力载荷下，从其高浓度区向低浓度区或空气区域的运移。
在高温环境下，高温合金内部不断发生元素扩散，对其高温强度和耐腐蚀性能均产生影响。
因此，研究高温合金中元素扩散是其开发和应用的重要研究领域。
三、元素扩散的机制高温合金中元素扩散主要由两种机制产生：自扩散和拜托扩散。
1. 自扩散自扩散是指在合金结晶状态下，合金本身中相同组分之间的元素在晶粒内部的相互扩散运动。
自扩散不需要外界的提供能量，完全由热力学驱动。
具体包含以下几个过程：（1）空位生成：高温下，晶体缺陷成为一种普遍存在的现象，其原因是高温下，原子表现出“少成家”原则，空位和空间会导致缺陷产生。
高温合金gh 标准
高温合金gh 标准
高温合金是一类在高温（通常指600摄氏度以上）和高应力环
境下具有优异性能的金属合金。
高温合金通常用于航空航天、石油
化工、发电等领域，以满足在极端工作条件下的耐热、耐腐蚀和机
械性能要求。
关于高温合金的标准，主要有以下几个方面：
1. 化学成分标准，高温合金的化学成分对其性能具有重要影响，因此国际上有一系列的化学成分标准，如AMS（航空材料规范）、ASTM（美国材料与试验协会）等标准，规定了高温合金中各元素的
含量范围和要求。
2. 物理性能标准，高温合金的物理性能包括热膨胀系数、导热
系数、热传导率等，这些性能对于高温合金在高温环境下的稳定性
和可靠性至关重要，因此国际上也有一系列的物理性能标准来规范
高温合金的这些性能。
3. 加工工艺标准，高温合金的加工工艺对其最终的性能和使用
效果有很大影响，因此国际上也有一系列的加工工艺标准，规定了
高温合金的加工方法、热处理工艺、焊接工艺等方面的要求。
4. 产品标准，针对不同用途和形式的高温合金制品，还有相应的产品标准，如高温合金板、管、棒材等的标准，规定了其尺寸、允许偏差、表面质量等要求。
总的来说，高温合金的标准涵盖了化学成分、物理性能、加工工艺以及产品形式等多个方面，这些标准的制定和遵循对于保证高温合金材料的质量和性能稳定性具有重要意义。
在实际应用中，选用符合标准要求的高温合金材料，可以有效保障工程结构在高温高应力环境下的安全可靠运行。
高温合金的热力学性能研究
高温合金的热力学性能研究一、引言高温合金是指能够在高温条件下保持优异性能的合金材料。
在高温合金中，高温氧化、高温腐蚀等问题往往是制约其应用的关键因素。
因此，研究高温合金的热力学性能对于解决高温氧化、高温腐蚀等问题具有重要的价值意义。
二、高温合金的热力学性能1.热力学介绍热力学是研究宏观热、功、能量转化与传递等热学原理的学科。
高温合金的热力学性能是指在高温条件下，材料的热力学性质和热力学特性。
2.热力学性质高温合金的热力学性质通常是指材料的热膨胀系数、比热容、热导率、热膨胀率等。
这些性质对于高温合金的应用具有至关重要的影响。
例如，合金材料的热膨胀系数决定了材料在高温条件下的热膨胀量，而在复杂形状的部件制造过程中，热膨胀量对于配置复杂的零件是至关重要的。
3.热力学特性高温合金的热力学特性指的是材料在高温下的相变规律、晶格缺陷、热稳定性等。
这些特性也是影响合金材料性能的关键因素。
例如，热稳定性是指材料在高温下的稳定性，合金材料必须具有良好的热稳定性才能在高温条件下保持材料性能的稳定。
三、高温合金的热力学性能研究方法高温合金的热力学性能研究方法主要包括质量热分析、热差示扫描量热分析、微型量热计、高温恒温炉等。
其中，热差示扫描量热分析通常是研究材料相变、晶格缺陷等热力学特性的重要方法。
四、高温合金的热力学性能优化方法高温合金的热力学性能优化是指通过调整合金材料的组成、结构以及热处理工艺等手段来提高其在高温条件下的性能稳定性。
其中，常见的热处理工艺包括固溶化、时效等，通过热处理可以调整材料的硬度、塑性、韧性等性质。
另外，对于高温合金中常见的晶格缺陷问题，可以通过元素合金化等方法来优化材料的晶格结构稳定性。
五、结论高温合金的热力学性能研究是解决高温氧化、高温腐蚀等问题的关键。
通过热力学性能研究和优化可提高高温合金在高温条件下的使用稳定性和寿命，从而推动高温合金材料在航空、能源等领域的广泛应用。
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。
高温合金材料在航空航天领域的应用研究
高温合金材料在航空航天领域的应用研究第一章绪论随着航空航天技术的快速发展，高温合金材料在航空航天领域的应用已经越来越普遍。
高温合金材料具有出色的高温性能和耐腐蚀性能，能够承受高温、高压和震动等复杂的机械环境。
因此，高温合金材料已成为航空航天工程中不可或缺的材料之一。
本文主要介绍高温合金材料在航空航天领域中的应用研究。
第二章高温合金材料概述高温合金材料是指在高温和高压下可以保持稳定性能的金属材料。
常见的高温合金材料主要包括镍基合金、钴基合金和铁基合金。
镍基合金具有良好的高温强度和耐腐蚀性能，广泛用于制造涡轮机叶片、燃气轮机等航空航天设备；钴基合金具有出色的高温强度和抗氧化性能，被广泛应用于制造航空航天发动机部件、燃气轮机叶片等；铁基合金在高温下的强度和耐腐蚀性能都比较好，被广泛应用于飞机和导弹的结构件。
第三章高温合金材料在涡轮机叶片中的应用涡轮机叶片是航空发动机的重要组成部分，是决定发动机性能的关键因素之一。
常见的涡轮机叶片材料主要是镍基合金和钴基合金。
近年来，为提高涡轮机叶片的性能，研究人员不断地开发新型高温合金材料。
例如，国内研究人员研制出了一种新型的双晶超温合金，其高温强度和抗氧化性能均大大提高，可以用于制造高功率发动机和高效涡轮机叶片。
第四章高温合金材料在航空发动机中的应用航空发动机是飞机的“心脏”，是保证飞机正常运行的关键设备。
航空发动机内部温度高达1000℃以上，对材料的高温强度和耐腐蚀性能提出了极高的要求。
因此，高温合金材料也成为了航空发动机制造中必不可少的材料之一。
现代航空发动机内部采用的高温合金材料主要是基于镍的单晶合金和多晶合金。
此外，钴基和铁基合金也在航空发动机制造中有所应用。
第五章高温合金材料在燃气轮机中的应用燃气轮机是航空航天领域中另一种重要的动力设备。
它通过燃烧燃料和空气产生高温高压的气体流，通过涡轮驱动飞机或导弹的运动。
燃气轮机的关键组成部件包括燃烧室、高压涡轮和低压涡轮。
高温合金
2.4.3.2 涡轮盘合金成分、组织和性能
• 涡轮盘的性能要求
– 高强度 – 高断裂韧性 – 抗初始裂纹能力 – 低的疲劳裂纹扩展能力。 – 抗蠕变？
Distribution of Contributing Factors to the Strength
Matrix (pure Ni) ~20% Solid solution + Tertiary γ ’ ~30% Secondary γ’ ~35% Grain Boundary + Primary γ’ ~15%
• FGH4095
– 镍基沉淀硬化型粉末高温合金，可在1050°C以下长 期使用
镍基高温合金中 的主要相
Typical nickel-base superalloys are variations of an austenitic nickel-chromiumtungsten (or molybdenum) matrix, further hardened by coherent particles of γ’(Ni3Al,Ti) with optional additions of cobalt, niobium, tantalum, zirconium, boron, hafnium, carbon, and iron. Single-crystal superalloys do not require grain boundary strengthening elements so that boron, carbon, zirconium, and hafnium are eliminated.
高温合金的微观组织
• γ相: 基体相 • γ’ 相: 主要强化相 • 镍基高温合金的典型组织是在基
高温合金的组织结构与性能研究
高温合金的组织结构与性能研究高温合金是一类能够在高温环境下保持良好性能的特种合金材料，广泛应用于航空、能源、电子、化工等领域，是现代工业的重要组成部分。
高温合金的优异性能与其独特的组织结构密切相关，因此深入研究高温合金的组织结构与性能对于提高其性能、推动材料设计和制造具有重要意义。
一、高温合金的组织结构高温合金的组织结构包括晶粒组织结构和相组成结构两方面。
晶粒组织结构是指高温合金中晶粒的尺寸、形态和分布等特征。
相组成结构则涉及到高温合金中不同相的类型、体积分数和分布状态。
1. 晶粒组织结构高温合金中的晶粒是其基本组成单位。
一般而言，高温合金中的晶粒尺寸越小、分布越均匀，材料的机械性能、抗蠕变性能和抗氧化性能越好。
晶粒细化的方法包括固态变形、等轴晶成形、快速凝固等。
此外，晶粒形态和分布状态对高温合金性能也有一定影响。
研究表明，近几年来出现的层析化铸造工艺可以有效改变高温合金中晶粒的形态和分布状态，从而提高其高温性能。
2. 相组成结构高温合金中通常含有多种相，包括基体相、弥散相、中间相等。
这些相的组成、分布状态对材料的性能有重要影响。
例如，基体相的组成和分布状态对材料的力学性能、抗蠕变性能和抗氧化性能都有很大影响。
弥散相是指高温合金中散布的微小颗粒，在晶界处或基体中。
弥散相可以有效阻碍晶粒的生长和蠕变失稳，是提高高温合金性能的重要手段之一。
二、高温合金的性能高温合金的性能涉及到其机械性能、抗蠕变性能和抗氧化性能三个方面。
1. 机械性能高温合金的机械性能包括强度、延展性、韧性、硬度等指标。
其中，强度是指高温合金在受载作用下的抗拉、抗压和抗扭能力；延展性是指高温合金在受载作用下的变形能力；韧性是指高温合金在受载作用下的吸能能力。
高温合金的机械性能与其组织结构密切相关，晶粒细化、弥散相的添加等可以有效提高高温合金的机械性能。
2. 抗蠕变性能高温合金的抗蠕变性能是指其在高温下长期受载的能力。
高温合金往往在高温下存在蠕变现象，这会导致材料失稳，最终破坏。
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(2) 典型牌号
GH3030 GH4033 GH4037 GH3039 GH3044等
高温合金的特点
1、具有高的热稳定性；
2、具有高的热强性；
3、比强度高和弹性模量高，热膨胀
系数小，导热性好；
4、具有良好的加工工艺性能。
材料的主要性能取决于母体，加入 合金元素成分将改善金属的物理及机 械性能——强度、耐力、使用寿命。 在飞机发动机中一种掺镍化合物制成 称作718合金被广泛的用于制造波音 777客机上的发动机的压缩机、叶片及 紧固件。
升力原理：
飞机是比空气重的飞行器，因此需要消耗自身动力来获得升力。而升力的来源是飞行中 空气对机翼的作用。 在下面这幅图里，有一个机翼的剖面示意图。机翼的上表面是弯曲的，下表面是平坦的 ，因此在机翼与空气相对运动时，流过上表面的空气在同一时间(T)内走过的路程(S1) 比流过下表面的空气的路程(S2)远，所以在上表面的空气的相对速度比下表面的空气 快(V1=S1/T >V2=S2/T1)。根据帕奴利定理——“流体对周围的物质产生的压力与 流体的相对速度成反比。”，因此上表面的空气施加给机翼的压力 F1 小于下表面的 F2 。F1、F2 的合力必然向上，这就产生了升力。 从机翼的原理，我们也就可以理解螺旋桨的工作原理。螺旋桨就好像一个竖放的机翼， 凸起面向前，平滑面向后。旋转时压力的合力向前，推动螺旋桨向前，从而带动飞机向 前。当然螺旋桨并不是简单的凸起平滑，而有着复杂的曲面结构。老式螺旋桨是固定的 外形，而后期设计则采用了可以改变的相对角度等设计，改善螺旋桨性能。
高温合金叶片材料的发展史首先是工艺 创新的发展史
美国、英国与航材院涡 轮叶片用高温合金的发 展
叶片冷却方式与涡轮进口温度的关系
●
F119发动机(F-22用)的涡轮转子叶片选用了
第二代单晶高温合金PWA1484,该材料本身的最
高工作温度为1070℃左右，由于采用了计算流体 动力学程序设计制造了超级冷却叶片，使涡轮转
深过冷定向凝固技术
• 基本原理是将盛有金属液的坩埚置于一 激冷基座上，在金属液被动力学过冷的 同时，金属液内建立起一个自下而上的 温度梯度，冷却过程中温度最低的底部 先形核，晶体自下而上生长，形成定向 排列的树枝晶骨架，其间是残余的金属 液。在随后的冷却过程中，这些金属液 依靠向外界散热而向已有的枝晶骨架上 凝固，最终获得了定向凝固组织。
•
•
定向凝固技术的发展
传统定向凝固技术 新型定向凝固技术
发 热 铸 型 法
功 率 降 低 法
快 速 凝 固 法
液 态 金 属 冷 却 法
区 域 熔 化 液 态 金 属 冷 却 法
激 光 超 高 温 度 梯 度 快 速 定 向 凝 固
深 过 冷 定 向 凝 固 技 术
电 磁 约 束 成 形 定 向 凝 固 技 术
从发动机关键材料看：高温合金 仍然是主要材料（>50％） 。作为涡轮叶片，单晶加发汗冷却，可以满足2000℃以上。 陶瓷 有可能用于燃烧室和导向叶片。 钛合金 （1600℃－650℃）及钛铝基中间化物（600℃－ 1000℃）可用于机匣，压气机叶片。 C/C复合材料 虽然在比强度，比刚度和高温有特殊优越 性，但抗氧化问题须解决。
•
•
常用的液态金属有Ga-In合金和Ga-In-Sn合金，以及Sn 液，前二者熔点低，但价格昂贵，因此只适于在实验 室条件下使用。Sn液熔点稍高(232℃)，但由于价格相 对比较便宜，冷却效果也比较好，因而适于工业应用 。该法已被美国、前苏联等国用于航空发动机叶片的 生产。
区域熔化液态金属冷却法
• 该方法将区域熔化与液态金属 冷却相结合，利用感应加热集 中对凝固界面前沿液相进行加 热，从而有效地提高了固液界 面前沿的温度梯度。最高温度 梯度可达1300K/cm，最大冷却 速度可达50K/s。
激光超高温度梯度快速定向凝固
• 激光能量高度集中的特性,使它具备了 在作为定向凝固热源时可能获得比现 有定向凝固方法高得多的温度梯度的 可能性。 • 在激光表面快速熔凝时，凝固界面的 温度梯度可高达5×104K/cm, 凝固速度 高达数米每秒。但一般的激光表面熔 凝过程并不是定向凝固，因为熔池内 部局部温度梯度和凝固速度是不断变 化的，且两者都不能独立控制；同时 ，凝固组织是从基体外延生长的，界 面上不同位置的生长方向也不相同。
子叶片的工作温度提高至1621～1677 ℃（F100
发动机为1400℃）。具有如此复杂的冷却孔道的
叶片要精铸成单晶材料，其工艺创新的技术含量
是非常高的，也可从中看到工艺创新在材料发展 中的重要地位。
无论是定向凝固还是单晶叶片，可工艺创新之处是很多的。例如 型芯材料（定向常用氧化硅，单晶常用氧化铝），凝固成形过程的 数值模拟等。
树脂基复合材料 目前使用温度已达290－345℃，正向 425℃发展。
（二）高温合金
对于航空、航天飞机的零构件，如喷气发 动机的压气机燃烧室、涡轮、尾喷管等等，在 800℃以上温度长期服役，耐热钢已经不能满足 抗氧化和高温强度的要求，这时候就应该选用 高温合金。
分类：
铁基、镍基、钴基、铌基、钼基
冲压喷气发动机
• 冲压喷气发动机 此类发 动机没有风扇等器件， 完全靠高速飞行时产生 的冲压效应压缩吸入的 空气，点火、燃烧、后 喷等原理。因此其优点 为结构简单、体积小、 推力大、加速快。缺点 是需要外部能源进行启 动(通常为火箭助推)， 不适合循环使用。
对材料的要求
• 足够的持久强度及良好的抗热疲劳性能 • 尽可能高的高温抗氧化和抗燃气腐蚀能力 • 高的导热性和尽可能低的热膨胀系数 • 良好的工艺性，如铸造性能、热加工性和 切削加工性
发动机
• 发动机的分类 1. 活塞式发动机 是一种把燃料的热能转化为机械功带动螺旋桨转动的热机。 2.喷气式发动机 空气喷气发动机可分为： a. 有压气机式，包括涡轮喷气发动机，涡轮螺旋发动机，涡 轮风扇发动机。 b.无压气机式，包括脉冲空气喷气发动机，冲压式空气喷气 发动机。
涡轮喷气发动机 涡轮风扇发动机 冲压喷气发动机 涡轮轴发动机
•
石墨感应发热器放在分上下两部分的感应圈内。加 热时上下两部分感应圈全通电，在模壳内立起所要 求的温度场．然后注入过热的合金熔液。此时下部 感应圈停电，通过调节输入上部感应圈的功率，使 之产生一个轴向温度梯度。 这种方法由于所能获得的温度梯度不大，并且很难
控制，致使凝固组织粗大，铸件性能差，因此，该
高温合金
高温合金是以高熔点金属Ni（1450℃）、Co
（ 1480℃）、Mo（2620℃）等为基体，加入一定量的其 他元素构成的在高温下使用的金属材料。
分类
1、按基体类型：分为铁基、镍基、钴基高温合金；
2、按强化方式：分为固溶强化型和时效强化型合金；
3、按成形方式：变形高温合金和铸造高温合金。
1) 铁基高温合金
(2) 典型牌号
GH1035 GH2036 GH1130 GH2132等 (高合GH）
2) 镍基高温合金
单相A组织，抗氧化性好， 高温强度高，用于制造在800℃ ～900℃以下受力的零件。如涡 轮机叶片等。
(1) 成分及性能特点
这类合金是以Ni 为基，加入 Cr、W、Mo、Co、V、Ti、Nb、 Al等，以形成Ni为基的固溶体。 产生固溶强化并提高再结晶温度， 以及形成弥散分布的稳定碳化合 物和金属间化合物，提高合金的 高温强度。
法不适于大型、优质铸件的生产。但其工艺简单、 成本低，可用于制造小批量零件。
快速凝固法和液态金属冷却法
• 快速凝固法是铸件以一定的速度从炉中移出或炉子移 离铸件，采用空冷的方式，而且炉子保持加热状态。 这种方法由于避免了炉膛的影响，且利用空气冷却， 因而获得了较高的温度梯度和冷却速度,，所获得的柱 状晶间距较长，组织细密挺直，且较均匀，使铸件的 性能得以提高，在生产中有一定的应用。 液态金属冷却法是在快速凝固法的基础上，将抽拉出 的铸件部分浸入具有高导热系数的高沸点、低熔点、 热容量大的液态金属中。这种方法提高了铸件的冷却 速度和固液界面的温度梯度，而且在较大的生长速度 范围内可使界面前沿的温度梯度保持稳定，结晶在相 对稳态下进行，得到比较长的单向柱晶。
侧 向 约 束 下 的 定 向 凝 固 技 术
对 流 下 的 定 向 凝 固 技 术
重 力 场 作 用 下 的 定 向 凝 固 技 术
发热铸型法和功率降低法
• 将熔化好的金属液浇入一侧壁绝热，底部冷却，顶
部覆盖发热剂的铸型中，在金属液和己凝固金属中 建立起一个自上而下的温度梯度，使铸件自上而下 进行凝固，实现单向凝固。
单相奥氏体（A）组织，抗氧化性 好，冷加工成形和焊接性好，用于制造 形状复杂、需经冷压和焊接成形、但受 力不大，主要要求在800℃～900℃下抗 氧化能力强的零件。如喷气发动机的燃 烧室、火焰筒等等。
(1) 成分及性能特点
铁基高温合金是在奥氏体（A） 耐热钢的基础上增加Cr、Ni、W、 Mo、V、Ti、Nb、Al等，以形成单 相A组织提高抗氧化性，并提高再结 晶温度，以及形成弥散分布的稳定碳 化合物和金属间化合物，提高合金的 高温强度。
飞行需要动力，使飞机前进，更重要的是使飞机获得升力。早期飞机通常使用活 塞发动机作为动力，又以四冲程活塞发动机为主。这类发动机的原理如图，主要 为吸入空气，与燃油混合后点燃膨胀，驱动活塞往复运动，再转化为驱动轴的旋 转输出：
单单一个活塞发动机发出的功率非常有限，因此人们将多个活塞发动机并联 在一起，组成星型或V型活塞发动机。
现代高速飞机多数使用喷气式发动机，原理是将空气吸入，与燃油混合， 点火，爆炸膨胀后的空气向后喷出，其反作用力则推动飞机向前。下图的发 动机剖面图里，一个个压气风扇从进气口中吸入空气，并且一级一级的压缩 空气，使空气更好的参与燃烧。风扇后面橙红色的空腔是燃烧室，空气和油 料的混和气体在这里被点燃，燃烧膨胀向后喷出，推动最后两个风扇旋转， 最后排出发动机外。而最后两个风扇和前面的压气风扇安装在同一条中轴上， 因此会带动压气风扇继续吸入空气，从而完成了一个工作循环。