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2017-01-06机械合金化高温合金(mechanical alloyed superalloy)  
用机械合金化技术制备的粉末冶金高温合金。机械合金化(MA)的功能是藉高能球磨机将组成元素粉末和超细氧化物质点充分均匀化，并将金属粉末加工成为合金粉末。MA的原理是金属粉末在机械力作用下变形、破碎和反复冷焊。MA过程中硬度较高的氧化物和金属粉末不断地被揉入软基体金属中，它不同于一般的混合，基本上不受粉末粒度的限制。由于超细氧化物质点被金属“钉扎”，避免了超细质点因具有很大的剩余原子结合力而容易类聚的倾向，所以MA工艺具有高度均匀的能力。
简史   20世纪60年代氧化物弥散强化高温合金(ODS高温合金)如TD—Ni、TD—Ni—Cr常用共沉淀法制备。这种工艺不能生产含活泼元素钛、铝的高温合金。而铝、钛恰恰是许多高性能的高温合金不可缺少的时效强化元素。1970年MA的发明解决了这一难题。美国国际镍公司生产的机械合金化高温合金MA754、MA956、MA6000是当前*********的高温合金系列之一，其成分见表。MA754、MA956分别是固溶强化型机械合金化镍基、铁基高温合金，在同类型的高温合金中使用温度最高，可用作飞机发动机导向叶片、火焰筒。MA754已用于发动机篦齿环。MA956因具有优良的抗氧化和高温耐蚀性，还可用作换热器、保护套管、热处理高温支架等。MA6000是固溶、时效强化型机械合金化高温合金，因此高温强度最高，可作先进飞机发动机的工作叶片，尚处于试用阶段。90年代以来，美、日、比等国为了开发原子能用快中子增殖堆芯包壳管材料，研制出几种核性能优良的特别是抗中子辐照肿胀的机械合金化铁素体高温合金。该合金在700℃使用温度下蠕变强度为所有铁素体合金之冠，其合金成分为Fe—(13～13.5)Cr0.4Mo—(0.4～2.2)Ti—(0.4～0.5)Y2O3。

2017-05-24高温合金晶界强化(grain  boundary   strengthening  of  superalloy)
添加微量元素改善晶界状态达到高温合金强化的目的。晶界的晶体结构不规则，原子排列混乱，晶格歪扭，又存在各种晶体缺陷(如位错、空洞等)，因此晶界在高温变形时是一个薄弱环节。在高温蠕变时，晶界形变量占总形变量的50％，因此强化晶界就成为高温合金强化的一个重要部分。一些有害杂质元素的溶解度很小且往往偏析于晶界，生成低熔点共晶化合物。硫在γ—Fe中的溶解度只有0.015％。因此合金中所含的硫在铁中易形成熔点为988C的Fe+FeS低熔点共晶。硫在镍中会形成熔点只有644℃的Ni+Ni3S2共晶。这些低熔点共晶在晶界的形成会大大恶化合金的热加工性能和高温热强性。通常高温合金中的硫含量控制在0.015％以下，优质高温合金控制在0．005％～0.007％以下。美国宇航材料标准AMS2280规定镍基高温合金必须满足杂质控制标准，要求铋、铊、碲、铅、硒5个元素含量分别在(0.5～5)×10-6以下，同时对锑、砷、镉、镓、锗、金、铟、汞、钾、钠、钍、银、锡、铀、锌等15个微量杂质元素的含量分别控制在50×10-6以下，其总和还不允许超过4O0×10-6为了消除有害杂质和气体的不利作用，进一步净化和强化晶界，可以加入一些微量元素，诸如硼、锆、铪、镁、钙、钡、镧和铈等。硼在晶界偏聚，形成M3B2硼化物(见高温合金材料的间隙相)进行强化。硼能抑制晶界片层状、胞状析出相以及改善碳化物密集不均匀分布的状态，因而对热强性有利。铁、镍基高温合金中硼含量总在0.05％以下，通常控制在0.01％～0.02％左右。铸造高温合金中硼含量略高，一般可达0.02％～0.03％左右。锆和硼有类似作用，但其效果不如硼大。镁是晶界偏聚元素，使晶界碳化物呈颗粒状分布，因而阻止沿晶裂纹的快速扩展，有利于热强性。镁使高温合金的蠕变第二阶段延长，第三阶段扩展，因而获得高的塑性和长的断裂寿命。由于镁使持久断裂塑性提高，可以大大改善持久缺口敏感性。镁还有去除杂质元素的洁净作用。镁、钙、钡、镧和铈等元素由于化学性活泼，与氧有很大的亲和力，可以在冶炼过程中起良好的脱氧去气作用，又能和一些低熔点杂质生成密度较小的难熔化合物，消除有害杂质在晶界的不利作用。这些微量元素的加入量都有一个******量，过量加入反而会使热强性下降。

2021-01-27    钛合金和铝合金在正常加工条件下不具有超塑性。为了获得钛合金和铝合金超塑性变形的晶粒组织，通常需要进行特殊的热处理。铝合金材料，特别是因其超塑性而开发的。特种合金制造商分析钛合金材料和铝合金材料的性能
   铝合金是一种中等强度合金，其力学性能与6061和2219相似，通常用于轻载和非结构应用。已经为80多架不同的飞机生产了100多个部件，包括空客A340、Aerospatiale ATR和波音777，服务于世界许多。例如，波音777叶片前照灯盒就是通过SPF加工而成。在欧洲战斗机项目中，正弦波波束、辅助动力单元（APU）剪力墙、坦克剪力墙、门、箱、防火墙、出口等SPF部件被广泛考虑。基于这些使用经验，SPF铝组件应更多地用于商用飞机。
   钛合金材料的SPF和DB组合制造方法还没有商业化的铝合金材料方法。铝合金材料中普遍存在的强氧化膜阻碍了DB的有效利用。克服这一问题的发展项目正在进行中，但没有取得成功。钛合金材料的SPF和DB技术已基本成熟。这两种机型目前都在F-15E飞机上使用，具有显著的优势。SPF/DB的强度特性与锻造合金相同。但是，连接的表面必须非常干净。否则，强度会降低。

2021-06-01双相不锈钢具有良好的焊接性能，与铁素体不锈钢及奥氏体不锈钢相比，它既不像铁素体不锈钢的焊接热影响区，由于晶粒严重粗化而使塑韧性大幅降低，也不像奥氏体不锈钢那样，对焊接热裂纹比较敏感。
       双相不锈钢由于其特殊的优点，广泛应用于石油化工设备、海水与废水处理设备、输油输气管线、造纸机械等工业领域，近些年来也被研究用于桥梁承重结构领域，具有很好的发展前景。
        “节约型双相钢"经常会出现的焊接性能问题。而焊接标准双相钢并不是一个问题，而且不论采用何种工艺，都有适合这些应用的焊材。从金相的角度来看，焊接2101（1.4162）根本就没有问题，实际上它甚至要比标准级的双相钢更加容易焊接，因为这种材料事实上可以采用乙炔焊工艺来进行焊接，而对于标准双相钢材料而言，始终必须避免使用这种工艺。焊接2101所面临的实际问题是熔池的粘度不同，因此可湿性差了一点。这迫使操作人员在焊接的过程中更加多地使用电弧焊，而这正是问题的所在。尽管可以通过选择超合金化焊材加以弥补，但是我们经常希望选择匹配的焊材。
       在2101中，也存在低温热影响区和高温热影响区中的显微结构之间的热影响区相互作用，比2304、2205或2507更加有利。在以2101进行试验时，也已经发现由于镍含量较低，因此产生了含有较多氮与锰的不同类型的"回火色"，而这影响了腐蚀性能。在电弧和熔池中发生的这一成分损失是由于氮与锰的蒸发与熔敷，这对于双相钢等级的材料来说是一个新问题，因此在这次讲课中将作了较多描述。

2016-12-061、4J36成形性能：合金很容易冷、热加工。热加工时应避免在含硫的气氛中加热。
2、4J36焊接性能：合金可采用氧乙炔焊、电弧焊、点焊和氢原子焊等方法焊接。由于膨胀系数与合金的化学成分有关，应尽量避免因焊接造成合金成分的改变，因此最好使用氩弧焊，焊接的填充金属最好含有0.5%～1.5%的钛，以减少焊接的气孔和裂缝。
3、4J36零件热处理工艺：该合金热处理可分为：消除应力退火、中间退火及稳定化处理。
(1)消除应力退火 为消除零件在机械加工后的残存应力，要进行消除应力退火：530～550℃，保温1～2h,炉冷。
(2)中间退火 为消除合金在冷轧，冷拔、冷冲压过程引起的加工硬化现象，以利于继续加工。工件加热到830～880℃，保温30min，炉冷或空冷。
(3)稳定化处理 为获得具有较低的膨胀系数又能使其性能稳定的处理。一般采用三段处理。
a)均匀化：在加热中，合金中的杂质充分固溶和合金化元素趋于均匀。工件在保护气氛中，加热到830℃，保温20min～1h，淬火。
b)回火：在回火过程中能够部分消除由淬火产生的应力。工件加热到315℃，保温1～4h，炉冷。
c)稳定化时效：使合金的尺寸稳定。工件加热到95℃，保温48h。对于冷加工或机械加工后的高精度零件，不宜采用高温处理时，可采用下述消除应力稳定化处理：工件加热到315～370℃，1～4h。
该合金不能用热处理硬化。
4、4J36表面处理工艺：表面处理可采用喷砂、抛光或酸洗。合金可用25%盐酸溶液在70℃下酸洗，清除氧化皮。
5、4J36切削加工与磨削性能：该合金切削加工特性和奥氏体不锈钢相似。加工时采用高速钢或硬质合金刀具，低速切削加工。切削时可使用冷却剂。该合金磨削性能良好。

2016-07-25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。
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、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。
　　2、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。
　　 

2016-12-16中文名称：铸造高温合金 英文名称：cast superalloy 定义：在铸造组织状态下具有良好性能并可直接铸成零件的高温合金。具有比同成分的变形合金高的抗蠕变性能。 应用学科：航空科技（一级学科）；航空材料（二级学科） 铸造高温合金(cast superalloy) 　　以铸造方法直接制备零部件的高温合金材料。根据合金基体成分，可以分为铁基铸造高温合金、镍基铸造高温合金和钻基铸造高温合金3种类型。按结晶方式，又可以分为多晶铸造高温合金、定向凝固铸造高温合金、定向共晶铸造高温合金和单晶铸造高温合金等4种类型。铸造高温合金的大部分属于多晶铸造高温合金。

2018-10-27      航空航天飞行器常用的变形高温合金主要有GH3030、GH3044、GH3128、GH3170(GH170)、GH3181、GH4199(GH99)、GH4202、GH586等，这些合金虽然具有良好的综合性能，但是在1100℃时强度都不超过90MPa，限制了其部分应用。1984年，美国Haynes国际工业公司开发了一种可在1100℃ 使用的固溶强化型镍基变形高温合金Haynes230。它是一种综合性能优良的Ni-Cr-W系高温合金，名义成分为Ni-22Cr-14W-0.5Mn-0.4Si-0.02La，合金中加入了大量的W、Cr等难熔合金化元素以提高基体的强度，同时添加少量的C以形成碳化物来阻碍晶粒长大和强化晶界。该合金在1100℃的高温强度可达135MPa、延伸率可达85%，但目前国内获得的商业级Haynes230合金在1100℃的高温强度仅为90MPa左右，与国内合金水平相当。
　　2005年以来，研究人员以1100℃用高温合金为目标，避开γ′相沉淀强化型镍基高温合金的变形抗力大、热加工性能差及在高温(﹥0.6T熔)下γ′相的溶解失效问题，结合成分设计理论、合金元素作用原理、成分计算及试验分析工作，设计开发了一种固溶强化型镍基合金Ni-20Cr-18W-Mo(以下简称试验合金)。科研人员以该合金为研究对象，对其综合性能进行了实样检测，通过检测结果系统地分析合金性能特点，为合金应用奠定基础。
　　采用真空感应熔炼+真空白耗电极电弧熔炼双联工艺制备试验合金母合金，得到50kg的Φ100mm铸锭，表面见光后从铸锭顶部半径的1/2处取样进行ICP化学成分分析，得到试验合金主要成分为Cr2O.34%、w18.O3%、Mo1.21%、A10.43%、C0.08%、Ni余量。为了减少合金的偏析程度，对铸锭进行1200℃×24h均匀化处理。处理后铸锭加热到1250℃开坯锻造成25mm厚锻件，合金锻造变形量6O%;锻件截取一半热轧成5mm厚板材;剩余锻件及板材在1270℃真空固溶处理保温2h后水淬，线切割试样。试验结果如下：
　　(1)Ni-20Cr-18W-Mo合金在高温条件下的热物特性(如热膨胀系数)优于Haynes230等合金。
　　(2)Ni-20Cr-18W-Mo合金具有较优异的高温强度及塑性，1100℃时抗拉强度/延伸率可达到131MPa/66.2%，优于商业级Haynes230合金的强度，与Haynes230公布的最高强度基本相当。
　　(3)Ni-20Cr-18W-Mo合金在1100℃的氧化速率为0.064g/(m2·h)，为完全抗氧化级。
　　(4)Ni-20Cr-18W-Mo合金在1100℃、3OMPa条件下初始蠕变阶段和加速蠕变阶段持续时间较长，而稳态蠕变阶段持续时间较短，说明合金高温变形的加工硬化时间和回复软化时间较长。
　　(5)试验合金的性能与现有合金相比具有一定优势，但必须注意到目前该合金的相关检测数据都是在铸锭质量及尺寸相对较小的情况下测得的，对于更大质量、更大尺寸，具备商业化应用的铸锭与板材制备还需要进一步开展研究工作。

2018-04-26    人们现在关心的是，高温合金中的“大哥大”镍基合金在经历了40多年的不断进步之后，是否已经接近其使用极限？毕竞，基体镍的熔点也只有l453℃。
高温合金材料在化工、发电、航空及航天、原子反应堆等许多领域都得到日益广泛的应用，其使用温度也在逐年提高。然而，社会的进步为高温合金提出更高的永无止境的要求。

   我们是继续挖掘其潜力，还是寻求别的材料来代替它？目前还难以圆满地回答这些疑问。
虽然铌基、铝基、钨基等高温合金的耐热温度高于镍基高温合金，但由于资源贮量及制造工艺等方面存在的问题使它们难以全面替代镍基合金。
高温陶瓷材料的耐热温度高于镍基合金几百度，用它们制作陶瓷发动机已有成功运行的报道，但目前价格上的巨大差异也使陶瓷发动机至少在近期难以取代高温合金。
因此，近期内镍基高温合金作为发动机心脏的地位是不会动摇的。随着表面处理技术及冷却技术的采用和完善，高温合金的使用温度有望进一步提高，使之伴随着航空及航天飞机向更高、更远的目标前进。
形状记忆合金是一种具有特殊记忆功能的金属材料，这类材料在经历一定塑性变形后，能在一定条件下自动恢复其原来形状，具有这样性质的金属材料统称为形状记忆合金。
这类金属材料己在太空天线、管道接头、医学等方面获得了应用，并且发展的势头也十分喜人。

  

2017-02-21高温合金时效强化
经过时效热处理，从奥氏体基体中析出一些相使高温合金强化。因为这些相是从基体中析出的，因此有时称为第二相或沉淀相，所以时效强化又称为第二相强化或沉淀强化。用固溶强化手段设置位错运动障碍是不够稳定的，其强化效果也不够强烈。为了更有效地阻碍位错运动，就要利用稳定的障碍物，高温合金通常采用固态析出的时效相，如γ’、γ’’和碳化物(见高温合金材料的间隙相、高温合金材料的金属间化合物相)等作为稳定的障碍物。
从位错理论出发，时效强化效应是和位错与析出相的交互作用密切相关的。运动着的位错与析出相遇时，其机械障碍作用有4种情况：(1)应力场障碍。时效相析出时会在基体中产生应力场，特别当时效相与基体具有共格关系时，可以产生很高的弹性应力场。(2)位错攀移析出相克服障碍。(3)位错绕过析出相的障碍。位错线在靠近析出相颗粒时受阻变弯，位错线绕过析出相并在其周围留下位错环后才能继续向前运动，这是有名的欧罗万(orowan)机制。(4)位错切割析出相的障碍。位错切割析出相时，增加了它与基体之间的界面而需要做功。如果析出相为有序结构时，当位错切过时会在有序结构中产生反相畴界而需要做功。
γ’相是高温合金中最重要的时效强化相。随着7，相数量增加，强化效果增加。在镍基高温合金中，7，相的数量能达到60％～65％；而铁基高温合金中只能达到20%左右。铁基高温合金中γ’相的合适尺寸是0.01～0.05μm，通常呈球形。镍基高温合金中应使γ，相的平均间距保持在0.05μm左右；当γ’相含量超过40%时，γ’相间距对强化不敏感，此时γ’相可以达到很大尺寸(0.2μm左右)，形貌为立方体形。