高温合金
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
-Ta4- 4.5 ----Ta1.52 ---
粉末高温合金:"FGH"后跟阿拉伯数字表示 焊接用的高温合金丝:"HGH"后跟阿拉伯数字 MGH——机械合金化粉末高温合金 DK——定向凝固高温合金 DD——单晶铸造高温合金 70年代以前,我国高温合金牌号简单,变形高温合金只有3 位数字编号,铸造高温合金只有2位数字编号,即省略了前 缀后的表示基体类别和强化型类别的第一位数字,如 "K17",即现在的"K417","GH39"即为现在的 "GH3039"
--
8.5
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5
1.8
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K406 K409 K417ห้องสมุดไป่ตู้K417G K418 K419 K438 K640 K644
0.15 0.1 0.18 0.18 0.12 0.11 0.15 0.5 0.25
15.5 8 9 9 12.5 6 16 25.5 29.5
余 余 余 余 余 余 余 10.5 10.5
合金牌 号 K211
国外牌号
C 0.15
Cr
Ni
Co
W
Mo
Al
Ti
Fe 余
Nb
其他
BAT-45Y
20
46
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8
--
--
--
--
--
K401
AHB-300 GMR235D B-1900 IN-100 Rene'100 IN713C TRWVIA IN738 X-40 FSX-414
0.05
15.5
余
高温合金的用途 航空发动机:现代航空发动机中用量占发动机总量的40%～60%, 主要用于四大热端部件:导向器,涡轮叶片,涡轮盘和燃烧室. 火箭发动机及燃气轮机高温热端部件 70年代以来,高温合金在原子能,能源动力,交通运输,石油 化工,冶金矿山和玻璃建材等诸多民用工业部门得到推广应用, 这类高温合金中一部分主要仍然利用高温合金的高温高强度特性, 而另有一大部分则主要是开发和应用高温合金的高温耐磨和耐腐 蚀性能. 目前美国高温合金总产量约为每年2.3～3.6万t,大约1/2～1 /3应用于耐蚀的材料.高温耐磨耐蚀的高温合金,由于主要目标 不是高温下的强度,因此这些合金成分上的特点是以镍,铁或钴 为基,并含有大约20%～35%的铬,大量的钨,钼等固溶强化元 素,而铝,钛等γ形成元素则要求含量甚少或者根本不加入.
高温合金含量明细表
高温合金含量明细表高温合金是一种具有优异耐热、抗氧化、耐腐蚀和抗热疲劳性能的特种合金材料，广泛应用于航空航天、能源、化工等领域。
为了正确评估和使用高温合金材料，制定高温合金含量明细表是十分必要的。
本文将从材料分类、主要成分、含量要求等方面详细介绍高温合金含量明细表。
1. 材料分类高温合金根据使用温度的不同，可分为高温亚合金和高温超合金两类。
高温亚合金一般使用温度在600℃以下，包括镍基、铁基和钴基亚合金。
高温超合金一般使用温度在600℃至1000℃之间，包括镍基、镍铁基和铁基超合金。
2. 主要成分高温合金的主要成分是金属元素，根据不同的材料类型和性能要求，其组成有所差异。
然而，一般来说，高温合金的主要成分包括镍、铁、钴等基体元素，以及铬、钼、钨、铝、钛、铌等合金元素。
这些合金元素的添加和配比决定了高温合金的结构和性能，其中镍基高温合金是最常用的。
3. 含量要求高温合金的含量要求对于保证材料的性能至关重要。
高温合金含量明细表是根据国际标准和行业规范制定的，包含了各种合金元素的最低和最高含量要求。
这些要求一般以质量百分比或质量分数的形式给出。
举例来说，一种常用的镍基高温合金的含量要求可能是：镍（55-60%）、铬（15-21%）、铝（4-6%）、钛（2-3%）、钨（3-5%）等。
高温合金含量明细表的编制需要依据具体的材料标准和客户需求。
各种高温合金材料在应用领域和工艺要求上存在差异，因此需根据实际情况进行调整和制定。
此外，高温合金含量明细表还应包含其他信息，如元素含量的允许偏差范围、检测方法和标准等。
制定高温合金含量明细表有助于保证高温合金的质量和性能，并提供给使用者有关材料组分的准确信息，以便选材和进行工艺设计。
对于生产厂家和供应商而言，高温合金含量明细表也是进行质保和质控的重要依据，有助于确保产品符合规范要求。
总结而言，高温合金含量明细表是用于确保高温合金材料质量和性能的重要文件。
通过明确每种元素的含量要求，可为材料的选择、设计和使用提供准确的依据。
高温合金材料的应用-ppt课件.pptx
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2.合理选择刀具结构形式与几何参数
为了提高刀具刚性防止切削振动，一般需要可采用整体式硬质合金刀 具。 为了获得刃口锋利的刀片，要采用合理刀片刃磨的方法，提高刀片的 刃磨质量。 切削高温合金时，为了减小塑性变形，减小切削力，降低切削温度和 减小加工硬化，应在保证刀刃强度前提下，尽量选用正前角(30．100)， 当切削速度较高时，可以采用负前角。对于薄壁零件宜选用较大前角。
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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。
FWP14
FWP14
FWS10
WP7系列、WP13系列 WZ9、WJ9、WS11、WZ6、WP8 WP7系列、WP13系列
WP7、WP13系列、WZ9、WS11、WZ6、WP6甲、FWP14
WZ9、WP6、WZ6、WP7甲、WP7系列、WP13系列、FWP14、FWS10、WZ6
FWP14、FWS10、FWS10、YGY
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3.合理设置切削参数
在高温合金加工过程中，随着切削速度的增加，切削温度将会升高。 为避免切削温度过高，应采用较低的切削速度。
4.正确选择切削液
一般加工高温合金，宜选用极压油类，以降低刀具一切屑接触面产生 的粘结磨损。但为防应力腐蚀降低疲劳强度，加工镍基高温合金不宜用硫 (s)系极压切削液，可用乳化液、透明水基切削液。
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(Superalloys)
铸造高温合金编号为K+三位数字， 如K403。
第一位数字表示分类号，即：
航空发动机
2—表示时效硬化型铁基合金； 4—表示时效硬化型镍基合金； 6—表示时效硬化型钴基合金。 第二、三位数字表示合金的编号。 焊接高温合金丝的编号为HGH+四位 数字，含义与变形高温合金相同。
高温合金分类
俄罗斯米格-31“捕狐犬”
世界最先进的战斗机
法国“阵 风”战斗 机
俄罗斯米格1.44战斗机
欧洲EF2000战斗机
美国 YF—22A 型战斗机
我国高温合金起步于1956年。40多年来，我国的高温
合金从无到有、从仿制到独创，至今已研制和生产了 百余种牌号的高温合金，基本上形成了我国的高温合 金系列和科研、生产基地，保证了我国国防工业及民
5、铸造镍基高温合金可进一步提高合金化程度，从 而具有更高的高温强度。镍基高温合金的使用温度 已接近1100℃。
铸造压气机叶片
铸造一级涡轮盘(MAR M 247合金)
高温合金的性能特点
一、高的高温强度 （蠕变强度、持久强度、热疲劳强度、松弛）
材料强度比较
二、高的抗高温氧化和热腐蚀的能力
在高温下，合金会与环境介质中的氧发生反应（氧
碳化物
Al、Ni及其化合物的晶格常数
TCP相
含有TCP相的高温合金组织
3、合金化程度高：含有Cr、 Co、Mo、W、B、Zr、
Ta、V、Al、Ti等十多种元素。起固溶强化、第二 相强 化、 晶界 强化
等综
合强
化作
用。
高温合金成分演变示意图
4、耐蚀性好：耐中性、酸性、碱性、氧化及还原介 质的腐蚀。耐高温腐蚀和氧化。
高温合金牌号 国标
高温合金牌号国标摘要：1.高温合金概述2.高温合金牌号国标分类3.常见高温合金及其应用领域4.高温合金的选材原则与加工工艺5.我国高温合金产业的发展现状与展望正文：一、高温合金概述高温合金是指在高温环境下具有良好抗氧化性、热疲劳性、蠕变性等性能的金属材料。
高温合金通常由铁、镍、钴、钛等金属元素组成，并添加了铬、铝、钨、硼等合金元素。
高温合金广泛应用于航空航天、电力、石油化工、核工业等高温、高压、高氧化性环境下。
二、高温合金牌号国标分类根据我国国家标准GB/T 15000-2017《高温合金和耐热钢分类》，高温合金牌号分为以下几类：1.铁基高温合金：如GH系列、Fecralloy等；2.镍基高温合金：如IN718、IN738、IN939等；3.钴基高温合金：如CoCrAlY、CoNiCrAlY等；4.钛基高温合金：如Ti-6Al-4V、Ti-5Al-2.5Sn等；5.铜基高温合金：如Cu-Ni-Fe、Cu-Al等。
三、常见高温合金及其应用领域1.铁基高温合金：广泛应用于涡轮叶片、涡轮盘、热交换器、螺栓等部件；2.镍基高温合金：应用于涡轮叶片、涡轮盘、燃烧室、喷嘴等高温高压环境；3.钴基高温合金：主要应用于航空航天、核工业等领域的高温部件；4.钛基高温合金：应用于航空航天、化工、医疗等领域的耐磨、耐腐蚀部件；5.铜基高温合金：应用于导热、导电、耐磨等高温环境。
四、高温合金的选材原则与加工工艺1.选材原则：根据使用环境、力学性能、加工性能等方面进行选择；2.加工工艺：包括熔炼、铸造、锻造、焊接、热处理等。
加工过程中应注意控制晶粒度、组织形态、杂质含量等，以保证高温合金的性能。
五、我国高温合金产业的发展现状与展望1.发展现状：我国高温合金产业已具备一定的规模，产品种类日益丰富，部分产品达到国际先进水平；2.发展趋势：高端化、轻质化、环保化、智能化。
未来我国高温合金产业将加大对新材料、新技术的研发投入，提高产品质量，拓宽应用领域。
高温合金的加工与应用
高温合金的加工与应用高温合金是一种具有高温强度、抗氧化、耐腐蚀等特性的材料，广泛用于航天、航空、电力、石化、冶金等领域。
但是，高温合金的加工过程十分困难，需要先进的技术和设备来实现。
一、高温合金的加工方法1. 热加工高温合金在室温下是一种脆性材料，难以进行塑性加工。
因此，通常采用热加工的方法来加工高温合金，如锻造、轧制、挤压等。
其中，锻造是一种常用的加工方法，通过高温下的压力使材料发生塑性变形，以改善其力学性能和密度。
锻造可以分为开放式锻造和闭式锻造，闭式锻造适合于制造高精度的零件，而开放式锻造适合于大型压力容器等大件零部件。
2. 切削加工高温合金的切削加工需要使用特殊的刀具，例如多刃刀具和涂层刀具。
切削加工应尽量控制温度，避免温度过高对材料造成热损伤，影响其性能。
钨钢刀具容易热削，铁系钎料比钨系钎料更适合切削高温合金，但也容易导致表面严重热损伤，形成高温的氧化层和化合物，影响后续的加工质量。
二、高温合金的应用领域1. 航空发动机高温合金在航空发动机的制造中被广泛应用。
由于航空发动机处于极端的温度和压力环境下，因此需要使用高温合金来制造叶片、涡轮、密封件等零部件。
高温合金可以在900℃以上的高温环境下工作，具有耐腐蚀性和抗氧化性，能够保证发动机的长期可靠运行。
2. 石化装置高温合金也广泛应用于石化装置中的高温反应器、换热器、催化剂等零部件。
这些零部件需要在高温、高压和腐蚀性环境下工作，因此需要使用高温合金。
高温合金的高温强度和抗腐蚀性能，使其能够承受高量程的热膨胀、高压和强酸强碱等强腐蚀介质的侵蚀，从而延长设备的使用寿命。
3. 核能工业高温合金在核能工业中也扮演着重要角色。
核反应堆中需要使用高温合金制造燃料元件、反应堆芯等零部件。
高温合金可以承受放射性材料辐射所引起的腐蚀性和不规则形貌，使核工业的运转更加安全可靠。
三、高温合金的未来前景随着科技的进步，高温合金的应用领域会越来越广泛。
同时，为了进一步提高高温合金的性能和应用范围，科学家们也在不断进行研究和探索。
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
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<Mo<W<V<Nb<Ta<Al<Ti<Be7. 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。
高温合金
2) 沉淀强化 通过高温固溶后淬火时效的方法，使过饱和的固溶体中
析出共格第二相的γ′, γ″, 碳化物等细小颗粒均匀分布基体上，产生阻 碍位错运动，起到强化作用。
沉淀强化与下列因素有关：
① 错配度。错配度 共格应力强化是γ′相强化的一个重要因素，错 配度越大，强化越高。图3示出Ni-AI-Me合金高温最大硬度与错配度关 系，在γ′相强化的Ni-AI二元合金中加入铌 、钽、钒、硅、锰、镓
2) 导向叶片 导向叶片是调整从燃烧室出来的燃气流动方向的部件。
先进涡轮发动机导向叶片工作温度可高达1100℃，但叶片承受的应力比 较低，一般在70MPa以下。对材料要求是：高温强度好，热疲劳抗力佳， 抗氧化、耐蚀性优异，并具有一定的抗冲击强度和组织稳定性。
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高温合金中、合金元素的固溶强化作用，首先是与溶质和溶剂原子 尺寸因素差别相关联；此外，两种原子的电子因素差别和化学因素差别 都有很大影响，而这些因素也是决定合金元素在基体中的溶解度的因素。 固溶度小的合金元素较之度大的合金元素，会产生更强烈的固溶强化作 用，但其溶解度小又限制其加入量；固溶度大的元素可以增加其加入量 而获得更大的强化效果。
(2) 工艺强化
1) 粉末冶金
高熔点元素钨、钼、钽的加入，凝固时会在铸件内部 产生偏析，造成组织不均。采用粒度数十至数百微米的合金粉末，经过压 制、烧结，成形的零件，可消除偏析，组织均匀，并节省材料，做到既经 济又合理。
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2) 定向凝固
由于高温合金中存在多种合金元素，塑性和韧性都很
差，通常采用精密铸造工艺成型。铸造结构中的等轴晶粒的晶界，处于垂 直于受力方向时，最易产生裂纹。叶片旋转时受的拉应力和热应力，平行 于叶片的纵轴，采用定向凝固工艺形成沿纵轴方向的柱状晶粒，消除垂直 于应力方向的晶界，可使热疲劳寿命提高10倍以上。通过严格控制陶瓷壳 型冷却梯度方法，做成单晶涡轮叶片，其承温能力比一般铸造方法的材料 承温提50~100℃，寿命增加4倍。
高温合金的名词解释是什么意思
高温合金的名词解释是什么意思高温合金，顾名思义，就是指能够在高温环境下保持稳定性能的一类特殊合金材料。
随着现代工业的不断发展和技术的进步，对材料在高温环境下的性能要求也越来越高，而高温合金正是为了满足这一需求而产生的。
高温合金的主要特点是其在高温下具有较高的强度、抗氧化性和抗腐蚀性。
通过合金化的方式以及独特的微观结构设计，高温合金能够保持相对稳定的力学性能，并防止材料在高温环境下的破裂、变形和蠕变等问题。
同时，高温合金还能够有效地防止氧化和腐蚀，从而延长材料在高温环境下的使用寿命。
高温合金的发展历史可以追溯到20世纪初，当时主要以镍为基础的合金被广泛应用在航空发动机中，用于提高发动机的工作温度和性能。
随着高温工作环境的拓展，高温合金的种类也不断增加，包括镍基合金、钴基合金、铁基合金和钛基合金等多种类型。
镍基合金是目前应用最广泛的高温合金之一。
它主要由镍、铬和铁等元素组成，通过合金中稀有金属和其他元素的添加，可以进一步提升其高温下的性能。
镍基合金具有良好的高温强度、抗氧化性和耐腐蚀性，被广泛应用于航空航天、石油化工、发电和船舶等领域。
钴基合金是另一类重要的高温合金。
相较于镍基合金，钴基合金具有更高的熔点和更好的高温强度，因此在某些特殊领域具有独特的应用优势。
钴基合金主要应用于航空航天、能源和化工等领域，用于制造高温部件和耐磨耗零部件。
铁基合金通常被称为耐磨铸铁，是一种具有高温强度和耐磨性能的铸铁合金。
由于其低成本、易加工和良好的耐磨性能，铁基合金在冶金、机械制造、矿山和建筑等领域得到广泛应用。
钛基合金是一类由钛和其他金属元素组成的合金材料。
钛基合金具有低密度、高强度和优良的耐高温性能，因此被广泛应用于航空航天、汽车和医疗等领域。
钛基合金在高温环境下能够保持较好的力学性能，同时还具有良好的耐腐蚀性能和生物相容性。
总结而言，高温合金是一类在高温环境下具有较高强度、抗氧化性和抗腐蚀性的特殊合金材料。
通过合金化的手段和微观结构设计，高温合金能够满足现代工业对材料在高温环境下的各种要求。
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一类特殊合金材料，具有优异的耐高温、耐腐蚀、高强度、高硬度和抗磨损等特点，常用于航空航天、石油化工、汽车制造、医疗设备等领域。
根据材料成分、性能特点和应用领域的不同，高温合金可以分为多种类型，并且各种类型都有相应的牌号标准。
一、高温合金的分类1.镍基高温合金镍基高温合金是指以镍为基本元素，同时含有其他合金元素的高温合金材料。
镍基高温合金具有优异的耐高温、耐腐蚀和抗氧化性能，可以在1200℃以下的高温环境下长期使用。
常见的镍基高温合金有Inconel系列、Hastelloy系列、Nimonic系列等，分别适用于不同的高温环境和工程要求。
2.钛基高温合金钛基高温合金是一类以钛为基本元素，同时含有其他合金元素的高温合金材料。
钛基高温合金具有优异的高温强度、抗氧化性能和耐腐蚀性能，广泛应用于航空航天领域的涡轮机械、引擎零部件等高温结构件中。
3.铬基高温合金铬基高温合金是一类以铬为基本元素，同时含有其他合金元素的高温合金材料。
铬基高温合金具有优异的耐热性能、耐氧化性能和耐腐蚀性能，常用于石油化工、核能和航空航天领域的高温工程材料中。
4.钨基高温合金钨基高温合金是一类以钨为基本元素，同时含有其他合金元素的高温合金材料。
钨基高温合金具有优异的高温强度、抗氧化性能和耐磨损性能，主要用于高温合金刀具、高温合金钳具、高温合金模具等领域。
5.铌基高温合金铌基高温合金是一类以铌为基本元素，同时含有其他合金元素的高温合金材料。
铌基高温合金具有优异的高温强度、抗氧化性能和耐腐蚀性能，常用于航空航天、船舶制造、核能和化工设备领域。
二、高温合金牌号标准1. Inconel系列Inconel系列是一类镍基高温合金，根据成分和性能特点的不同，分为多个牌号标准，常见的有Inconel 600、Inconel 625、Inconel 718等。
这些牌号标准在高温、耐腐蚀和机械性能方面具有不同的特点，可根据具体用途进行选择。
高温合金牌号对照表
高温合金牌号对照表
高温合金是一类具有优异耐高温性能的金属材料，常用于航空航天、能源、化工等领域。
以下是一些常见的高温合金牌号及其对照表：
1. 镍基高温合金：
Inconel 600/625/718/725，这些合金具有良好的耐腐蚀性和高温强度，广泛应用于化工、核工业等领域。
Hastelloy X/C-276，这些合金具有优异的耐腐蚀性和抗氧化性能，常用于化工、航空等领域。
Nimonic 80A/90，这些合金具有良好的高温强度和抗氧化性能，常用于航空发动机部件制造。
2. 钛基高温合金：
Ti-6Al-4V，这是一种常见的钛合金，具有良好的高温强度和耐腐蚀性能，广泛应用于航空航天领域。
Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo，这种合金具有优异的高温强度和低密度，常用于航空发动机零部件制造。
3. 铬基高温合金：
Incoloy 800/800H/800HT，这些合金具有良好的高温蠕变和
抗氧化性能，常用于石油化工、电力等领域。
Haynes 230/556，这些合金具有优异的高温强度和耐腐蚀性能，常用于航空发动机零部件制造。
需要注意的是，不同厂家或国家对于高温合金的命名和牌号可
能会有所差异，因此在具体应用中需要根据实际情况进行对照和选择。
此外，高温合金的性能也受到制造工艺和热处理等因素的影响，因此在选用和应用时需要综合考虑材料的化学成分、力学性能、耐
腐蚀性能等方面的要求。
高温合金是什么
高温合金是什么高温合金是什么凡在应力及高温(一般指600~650摄氏度以上)同时作用下，具有长时间抗蠕变能力与高的持久强度和高的抗蚀性的金属材料，称为耐热合金或高温合金。
常用的有铁基合金、镍基合金、钴基合金，还有铬基合金、钼基合金及其他合金等。
高温合金是制造燃汽轮机、喷气式发动机等高温下工作零部件的重要材料。
高温合金是在高温严酷的机械应力和氧化、腐蚀环境下应用的一类合金。
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,700?,要求具有良好的高低温强度和抗疲劳性能。
例如:涡轮盘的合金工作温度为-253GH4169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
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
高温钴合金
高温钴合金是一类具有优异高温性能的合金材料，主要由钴（Co）和其他合金元素组成。
这些合金通常具有良好的耐热、耐腐蚀和高强度等特性，使其在高温环境下有广泛的应用。
以下是一些常见的高温钴合金及其特点：
1. 钴基高温合金（Cobalt-based Superalloys）：钴基高温合金是一类以钴为基础元素的高温合金，通常合金中含有铬、镍、钼等元素。
它们具有出色的耐热性、耐氧化性和抗蠕变性能，在高温环境下保持较高的强度和韧性。
钴基高温合金广泛应用于航空航天、石油化工、能源等领域，例如用于制造涡轮发动机叶片、燃烧室部件等。
2. 镍基高温合金（Nickel-based Superalloys）：虽然不是纯钴合金，但镍基高温合金也可以包含一定比例的钴。
镍基高温合金具有出色的耐高温、耐腐蚀和抗氧化性能，广泛应用于航空航天、发电、化工等领域。
例如，在航空发动机中使用镍基高温合金制造叶片、燃烧室部件等。
3. 钴铬钼合金（Cobalt-Chromium-Molybdenum Alloys）：钴铬钼合金通常被称为“钴合金”，是一种具有优异高温性能的材料。
它们具有出色的耐磨、耐腐蚀和抗热疲劳性能，常用于制造高温工作环境下的部件，如涡轮叶片、阀门、燃气涡轮等。
高温钴合金的应用范围广泛，不仅在航空航天领域有重要作用，还在能源、化工、医疗等领域有广泛应用。
它们的优异性能使其能够承受高温和恶劣环境条件，并保持材料的强度和稳定性，为各种工程和技术应用提供了可靠的解决方案。
高温合金的种类
高温合金的种类高温合金是一种能够在高温环境下保持稳定性能的合金材料。
它们通常包含铬、钼、钨、铂、镍等元素，这些元素可以提高材料的耐热性和耐腐蚀性。
高温合金广泛应用于航空航天、石油化工、电力等领域。
一、镍基高温合金镍基高温合金是最常见的一种高温合金，具有优异的耐热性和耐腐蚀性。
它们通常由镍、钼、钨等元素组成，同时加入少量的铬和铁。
其中，Inconel系列是最为知名的镍基高温合金之一，具有优异的耐磨性和抗氧化性能。
二、钴基高温合金钴基高温合金也称为超级合金，以其出色的机械强度和抗氧化性能而闻名。
它们通常由钴、铬、镍等元素组成，并加入少量的铝和钛。
此外，Haynes系列也是一种广泛应用于航空航天领域的钴基高温合金。
三、铁基高温合金铁基高温合金通常由铁、铬、铝等元素组成，具有优异的耐高温和抗氧化性能。
它们通常应用于电力行业，如汽轮机叶片和燃烧器等部件。
其中，Incoloy系列是一种著名的铁基高温合金。
四、钨基高温合金钨基高温合金以其极高的熔点和优异的耐高温性能而闻名。
它们通常由钨、铜等元素组成，并加入少量的镍和铬。
钨基高温合金广泛应用于航空航天领域和核工业领域。
五、其他高温合金此外，还有许多其他类型的高温合金，如钛基高温合金、铂基高温合金等。
这些材料具有不同的特性和应用领域。
结语：总之，各种类型的高温合金都是在特殊环境下发挥作用的材料。
它们具有优异的耐热性、耐腐蚀性和机械强度，在航空航天、石油化工、电力等领域得到了广泛应用。
不同类型的高温合金具有不同的特点和应用领域，选择合适的高温合金材料对于提高产品性能和延长使用寿命具有重要意义。
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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。
2.具有更广阔的应用领域由于铸造方法具有的特殊优点，可根据零件的使用需要，设计、制造出近终形或无余量的具有任意复杂结构和形状的高温合金铸件。
根据铸造合金的使用温度，可以分为以下三类：第一类：在-253～650℃使用的等轴晶铸造高温合金这类合金在很大的范围温度内具有良好的综合性能，特别是在低温下能保持强度和塑性均不下降。
如在航空、航天发动机上用量较大的K4169合金，其650℃拉伸强度为1000MPa、屈服强度850MPa、拉伸塑性15%；650℃，620MPa应力下的持久寿命为200小时。
已用于制作航空发动机中的扩压器机匣及航天发动机中各种泵用复杂结构件等。
第二类：在650～950℃使用的等轴晶铸造高温合金这类合金在高温下有较高的力学性能及抗热腐蚀性能。
例如K419合金，950℃时，拉伸强度大于700MPa、拉伸塑性大于6%；950℃，200小时的持久强度极限大于230MPa。
这类合金适于用做航空发动机涡轮叶片、导向叶片及整铸涡轮。
第三类：在950～1100℃使用的定向凝固柱晶和单晶高温合金这类合金在此温度范围内具有优良的综合性能和抗氧化、抗热腐蚀性能。
例如DD402单晶合金，1100℃、130MPa的应力下持久寿命大于100小时。
这是国内使用温度最高的涡轮叶片材料，适用于制作新型高性能发动机的一级涡轮叶片。
随着精密铸造工艺技术的不断提高，新的特殊工艺也不断出现。
细晶铸造技术、定向凝固技术、复杂薄壁结构件的CA技术等都使铸造高温合金水平大大提高，应用范围不断提高。
2.3粉末冶金高温合金采用雾化高温合金粉末，经热等静压成型或热等静压后再经锻造成型的生产工艺制造出高温合金粉末的产品。
采用粉末冶金工艺，由于粉末颗粒细小，冷却速度快，从而成分均匀，无宏观偏析，而且晶粒细小，热加工性能好，金属利用率高，成本低，尤其是合金的屈服强度和疲劳性能有较大的提高。
FGH95粉末冶金高温合金，650℃拉伸强度1500MPa；1034MPa应力下持久寿命大于50小时，是当前在650℃工作条件下强度水平最高的一种盘件粉末冶金高温合金。
粉末冶金高温合金可以满足应力水平较高的发动机的使用要求,是高推重比发动机涡轮盘、压气机盘和涡轮挡板等高温部件的选择材料。
2.4氧化物弥散强化(ODS)合金是采用独特的机械合金化(MA)工艺，超细的(小于50nm)在高温下具有超稳定的氧化物弥散强化相均匀地分散于合金基体中，而形成的一种特殊的高温合金。
其合金强度在接近合金本身熔点的条件下仍可维持，具有优良的高温蠕变性能、优越的高温抗氧化性能、抗碳、硫腐蚀性能。
目前已实现商业化生产的主要有三种ODS合金：MA956合金在氧化气氛下使用温度可达1350℃，居高温合金抗氧化、抗碳、硫腐蚀之首位。
可用于航空发动机燃烧室内衬。
MA754合金在氧化气氛下使用温度可达1250℃并保持相当高的高温强度、耐中碱玻璃腐蚀。
现已用于制作航空发动机导向器蓖齿环和导向叶片。
MA6000合金在1100℃拉伸强度为222MPa、屈服强度为192MPa；1100℃，1000小时持久强度为127MPa，居高温合金之首位，可用于航空发动机叶片。
2.5金属间化合物高温材料金属间化合物高温材料是近期研究开发的一类有重要应用前景的、轻比重高温材料。
十几年来，对金属间化合物的基础性研究、合金设计、工艺流程的开发以及应用研究已经成熟，尤其在Ti-Al、Ni-Al和Fe-Al系材料的制备加工技术、韧化和强化、力学性能以及应用研究方面取得了令人瞩目的成就。
Ti3Al基合金(TAC-1)，TiAl基合金(TAC-2)以及Ti2AlNb基合金具有低密度(3.8～5.8g/cm3)、高温高强度、高钢度以及优异的抗氧化、抗蠕变等优点，可以使结构件减重35～50%。
Ni3Al基合金，MX-246具有很好的耐腐蚀、耐磨损和耐气蚀性能，展示出极好的应用前景。
Fe3Al基合金具有良好的抗氧化耐磨蚀性能，在中温(小于600℃)有较高强度，成本低，是一种可以部分取代不锈钢的新材料。
3、高温合金的强化机理3.1固溶强化固溶强化是将一些合金元素加入到铁、镍或钴基高温合金中，而仅形成单相奥氏体来达到强化的目的。
高温合金中，合金元素的固溶强化作用首先是与溶质和溶剂原子尺寸因素差别相关联，此外两种原子的电子因素差别和化学因素差别都有很大影响，而这些因素也是决定合金元素在基体中的溶解度的因素。
固溶强化提高热强性主要反映在两方面：（1）通过原子结合力的提高和晶格的畸变，使在固溶体中的滑移阻力增加，也就是使滑移变形困难而强化，这在温度T≤0.6T熔（熔点的绝对温度）时是相当重要的。
（2）在高温使用条件下（T≥0.6T熔）更为突出的是通过原子结合力的提高，降低固溶体中元素的扩散能力，提高再结熔晶温度，阻碍扩散式形变过程的进行，因而直接影响滑移变形对形变量的贡献。
3.2沉淀强化及第二相强化通过时效处理，从过饱和固溶体中析出第二相（γ’、γ"、碳化物等），以强化合金。
γ‘相与基体相同，均为面心立方结构，点阵常数与基体相近，并与晶体共格，因此γ相在基体中能呈细小颗粒状均匀析出，阻碍位错运动，而产生显著的强化作用。
γ’相是A3B 型金属间化合物，A代表镍、钴，B代表铝、钛、铌、钽、钒、钨，而铬、钼、铁既可为A 又可为B。
镍基合金中典型的γ‘相为Ni3(Al,Ti)。
γ’相的强化效应可通过以下途径得到加强：①增加γ‘相的数量；②使γ’相与基体有适宜的错配度，以获得共格畸变的强化效应；③加入铌、钽等元素增大γ’相的反相畴界能，以提高其抵抗位错切割的能力；④加入钴、钨、钼等元素提高γ‘相的强度。
γ"相为体心四方结构，其组成为Ni3Nb。
因γ"相与基体的错配度较大,能引起较大程度的共格畸变，使合金获得很高的屈服强度。
但超过700℃，强化效应便明显降低。
钴基高温合金一般不含γ相，而用碳化物强化。
主要合金相为：（1）γ’相γ’相是镍基合金和很多铁基合金的强化相，其点阵常数与γ基体相近，一般相差1%以下。
考虑到高温下γ’的稳定性，通常要求γ和γ’之间只有较小的失调度。
γ’沿基体的{100}面析出，并与基体共格。
γ和γ’之间的界面能较低，所以γ’有较高的组织稳定性。
γ’相的数量、尺寸和分布对合金的高温强度有重要影响。
镍基合金的高温强度随γ’的数量增加而增高。
大多数镍基合金中γ’相的体积分数为30%以上，最强的合金中达60%以上。
合金中γ’相的体积分数小时，其颗粒大小和间距对合金的性能有重要影响。
（2）TCP 相TCP 相是指Laves 相（B 2A）相(BA)、μ相(B 7A 6)、相等。
其中A 元素通常指周期表中Mn 族以左的元素，如钛族、钒族、铬族等；B 元素为锰族及锰族以右的元素，如铁、钴、镍等。
它呈板状或针状，在特殊成分并且在特定条件下的合金中才可能形成。
这种相存在的可能性随锭块中溶液偏析而增大，TCP 相是高温合金中的脆性相，使合金断裂强度和塑性降低，对强化产生负作用。
（3）碳化物一类是具有复杂结构的碳化物，如M 23C 6、M 6C，亦称半碳化物，金属原子高度密排，碳原子处于间隙位置。