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2017-03-17     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。

2020-03-30弯曲晶界组织对持久和蠕变性能也有明显影响，延长持久时间，增加蠕变抗力，改善蠕变塑性。精密合金材料在940℃，215MPa条件下的持久时间，对于标准热处理为65小时，对于弯晶热处理达116.5小时，持久时间约提高1倍。精密合金材料弯曲晶界和平直晶界试样在850℃，550MPa条件的蠕变曲线。蠕变速率与时间的关系曲线。可见，与标准热处理比较，等温弯晶处理增加蠕变断裂时间，蠕变断裂平均寿命提高22%~26%，断裂塑性也有提高。蠕变速率降低约1倍。因此，弯晶热处理可使蠕变强度和塑性同时增加。标准热处理和等温弯晶热处理蠕变速率与时间的关系曲线。
精密合金材料弯曲晶界对疲劳裂纹扩展速率的影响取决于试验频率，频率高，影响不大，频率低，明显降低疲劳裂纹扩展速率。精密合金材料弯曲晶界对精密合金材料疲劳裂纹扩展速率的影响非常大。可以通过试验采用标准紧凑拉伸试样，厚度B=12mm，宽度w=32mm，预制疲劳裂纹长度a0=12mm。试验在闭环液压伺服疲劳试验机上进行，采用三段电阻丝对开炉加热，试验温度850℃3℃；R(Pmin/Pmax)=0.25；波形为三角波；试验频率分别为4.2Hz、1Hz和0.1Hz。裂纹测量方法，采用氧化着色沟线法。
精密合金材料疲劳裂纹扩展可以看出，弯曲晶界对疲劳裂纹扩展的影响与试验频率有关。当频率为4.2Hz时，没有影响。当频率低于1Hz时，弯曲晶界抗疲劳裂纹扩展性能优于标准热处理的直晶组织。精密合金材料断口金相观察表明，频率为4.2Hz时，弯曲晶界和平直晶界试样中，疲劳裂纹均呈穿晶断裂特征。当频率为1Hz时，两者疲劳裂纹属穿晶－沿晶混合裂纹。当频率为0.1Hz时，两者均为沿晶裂纹。所以，凡是引起精密合金材料沿晶断裂的疲劳裂纹扩展试验的频率，弯曲晶界均显示其优越性。

2018-08-15钴的物理、化学性质决定了它是生产耐热合金、硬质合金、防腐合金、磁性合金和各种钴盐的重要原料。钴基合金或含钴合金钢用作燃汽轮机的叶片、叶轮、导管、喷气发动机、火箭发动机、导弹的部件和化工设备中各种高负荷的耐热部件以及原子能工业的重要金属材料。钴作为粉末冶金中的粘结剂能保证硬质合金有一定的韧性。磁性合金是现代化电子和机电工业中不可缺少的材料，用来制造声、光、电和磁等器材的各种元件。钴也是永久磁性合金的重要组成部分。在化学工业中，钴除用于高温合金和防腐合金外，还用于有色玻璃、颜料、珐琅及催化剂、干燥剂等。据英国《金属导报》报道，近期来自硬质金属部门和超合金方面对钴的需求较为强劲。另外，钴在电池部门消费量增长率最高。国内有关报道讲，钴在蓄电池行业、金刚石工具行业和催化剂行业的应用也将进一步扩大，从而对金属钴的需求呈上升趋势。

2018-06-21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。
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7毕竞，基体镍的熔点也只有l453℃。
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。

2017-02-14

高温合金:研发实力是核心竞争力。我国高温合金领域的参与者包括大型钢企,如钢研高纳、抚顺特钢等;以及各高温合金研究院所,如北京航空材料研究院、钢铁研究总院、中科院金属研究所等。

大型钢企主要生产较大批量、技术含量较低的通用性产品,航材院等研究所致力于小批量,高技术含量的复杂产品。目前,大型钢企和高温合金研究所的合作愈加紧密,行业格局朝产研一体化发展。

钢铁研究总院:承担我国85%关键冶金新材料研制。作为我国冶金新材料的研发基地,钢铁研究总院承担了我国85%以上关键冶金新材料的研制任务,为"两弹一星"、"长征系列运载火箭"和"神舟"飞船等诸多国家重点工程研制生产了大量的关键材料,为我国的国民经济建设和国防建设做出了重大贡献。

北京航空材料研究院(621所):拥有国际合作优势的老牌强院。北京航空材料研究院(简称航材院)成立于1956年,是国内唯一面向航空,从事航空先进材料应用基础研究,材料研制与应用技术研究和工程化研究的综合性科研机构。高温结构材料研究是航材院的王牌之一。

中国科学院金属研究所:学术成果全国领先。研究部有20多项研究成果先后荣获国家、中科院和省(部、委)级奖励,其中包括国家科技进步一等奖,国际材料协会授予的“实用材料创新奖”等。近年来,研究部的科研人员获授权专利50余项,在国际材料领域的知名期刊ActaMater等发表文章百余篇。

万泽股份:坚定转型,剑指高温合金。公司大刀阔斧剥离房地产业务,定增紧跟高温合金政策热点。公司非公开发行拟募集资金总额不超过130000万元,限售期12个月。用于投资先进高温合金材料与构件制造建设项目,随着国家政策将航空发动机提升到国家战略发展高度,国内技术正处于加速发展阶段,产业链不断完善,未来国内市场潜力巨大。

联手中南,研发是核心竞争力。2014年,公司与中南大学联合投资设立了高端高温合金研发公司万泽中南研究院。目前万泽中南研究院已经搭建了核心技术团队,并开展了一系列卓有成效的前期工作。

炼石有色:炼航空之石,打造未“铼”之翼。公司铼资源全球优势凸显,铼金属储量大约占全国的40%,占全球铼储量的7.18%。2014年公司定增7858.5461万股,定增价格为10.18元/股,募集资金净额为78921.14万元,项目主要运用于航空发动机含铼高温合金叶片项目建设及补充流动性,计划新建一条80吨/年含铼高温合金生产线和一条55000片/年单晶叶片生产线。

2019-12-28变形高温合金通常含有十几种元素，成份非常复杂，合金元素分别通过固溶强化、第二相强化和晶界强化等手段来提高热强性和热稳定性，通过加入铬、钴、钨、钼等高熔点元素形成固溶体，起固溶强化作用，加入钛、铝、铌、钽、铪、钒、碳等元素形成金属间化合物和碳化物，起第二相强化作用。变形高温合金用于制造燃烧室、尾喷口和部分涡轮盘、高压压气机盘等重要零件，但是在燃气涡轮发动机的两个最重要的位置涡轮导向叶片和工作叶片上，变形高温 合金已被铸造高温合金代替，在涡轮盘上开始让位于粉末高温合金。

2019-06-22在外磁场作用下容易磁化、去除外磁场后磁感应强度（磁感）又基本消失的磁性合金。磁滞回线面积小且窄,矫顽力（Hc）一般低于10 Oe（见精密合金）。19世纪末用低碳钢板制造电机和变压器铁芯。1900年磁性更高的硅钢片很快取代了低碳钢，用来制造电力工业的产品。1917年出现了Ni－Fe合金以适应当时电话系统的需要。后来又出现了具有不同磁特性的Fe－Co合金(1929)、Fe-Si-Al合金(1936)和Fe－Al合金(1950)以满足用途。中国于1953年开始生产热轧硅钢片。50年代末开始研究Ni-Fe和Fe-Co等软磁合金，60年代陆续开始生产一些主要的软磁合金。70年代开始生产冷轧硅钢带。

软磁合金的主要磁特性 是：①矫顽力(Hc)和磁滞损耗(Wh)低；②电阻率(ρ)较高,涡流损耗(We)低;③起始磁导率(μ0)和大磁导率(μm)高;某些合金在低磁场范围内磁导率(B/H)保持恒定；④饱和磁感(Bs)高；⑤某些合金磁滞回线呈矩形,矩形比即剩磁/大磁感(Br/Bm)高。这些磁性能同合金的结构状态和成分密切相关。合金中的碳、硫、氮和氧等杂质对磁性特别有害，因为它们使晶格畸变，难以磁化，碳和氮还会引起磁时效现象。软磁合金一般要求成品晶粒尺寸大，以便降低Hc和Wh值。一般铁磁性金属的磁性随晶轴方向不同而异,如铁的<100>方向易于磁化,<111>方向难于磁化。因此控制晶粒取向可以在材料的特定方向获得好的磁性能。铁的电阻率(ρ)低,添加某些合金元素可以提高ρ 值,加硅和铝的效果为明显。在铁中加入任何合金元素（除钴外）,都会使它的饱和磁感Bs降低。

2019-07-12高温合金的技术开发
高梯度定向凝固共晶高温合金的组织与性能K4169高温合金组织细化及性能优化研究
高温合金高温合金
铸造镍基高温合金中Ni_5Zr的溶解和转变定向工艺和铪含量对一种镍基高温合金的影响
Mg在高温合金GH220中的作用
GH2027铁基高温合金的二相研究
Ni_3Al基高温合金添加碳化物质点的探索研究
MC和M_3B_2相在一种Ni-Cr-Co高温合金中的析出
镍基高温合金GH4145/SQ的高温低周疲劳行为
变形高温合金成型质量控制中的转换研究
高温合金高温合金
高梯度定向凝固共晶高温合金的组织与性能
K4169高温合金组织细化及性能优化研究
铸造镍基高温合金中Ni_5Zr的溶解和转变
定向工艺和铪含量对一种镍基高温合金的影响
Mg在高温合金GH220中的作用
FGH95粉末高温合金应力时效的组织和相分析
Rene′88DT粉末高温合金组织及γ′相析出动力学研究
镍基粉末高温合金中夹杂物导致裂纹萌生和扩展行为的研究
镍基粉末高温合金中夹杂物的微观力学行为研究粉末高温合金的研究与发展

2020-07-07超级不锈钢、镍基合金是一种特种的不锈钢，首先在化学成分上与普通不锈钢不同，是指含高镍，高铬，高钼的一种高合金不锈钢。其中比较著名的是含6%Mo的钢（254SMo），这类钢具有非常好的耐局部腐蚀性能，在海水、充气、存在缝隙、低速冲刷条件下，有良好的抗点蚀性能（PI≥40）和较好的抗应力腐蚀性能，是Ni基合金和钛合金的代用材料。其次在耐高温或者耐腐蚀的性能上，具有更加优秀的高温或者耐腐蚀性能，是304不锈钢不可取代的。另外，从不锈钢的分类上，特殊不锈钢的金相组织是一种稳定的奥氏体金相组织。
 
由于这种特种不锈钢是一种高合金的材料，所以在制造工艺上相当复杂，一般人们只能依靠传统工艺来制造这种特种不锈钢，如灌注，锻造，压延等等。
在许多的领域中，比如:
1.海洋：海域环境的海洋构造物，海水淡化，海水养殖，海水热交换等。
2.环保领域：火力发电的烟气脱硫装置，废水处理等。
3.能源领域：原子能发电，煤炭的综合利用，海潮发电等。 
4.石油化工领域：炼油，化学化工设备等。
5.食品领域：制盐，酱油酿造等。
 
  在以上的众多领域中，普通不锈钢304是无法胜任的，在这些特殊的领域中，特种不锈钢是不可缺少的，也是不可被替代的。近几年来，随着经济的快速发达，随着工业领域的层次的不断提高，越来越多的项目需要档次更高的不锈钢——特种不锈钢（超级不锈钢、镍基合金）。
一些代表性的特种不锈钢有：
 1.超级不锈钢，也就是说是一种含有约6%钼的特种不锈钢，世界上有十来种钢种。大家也
叫6钼不锈钢。比如主要成分为；25Ni-23Cr-5.5Mo-0.2N 
2.Incoloy系列合金，比如说Incoloy800，主要成分为：32Ni-21Cr-Ti,Al
3.Inconel系列合金，比如说Inconel600，主要成分为:73Ni-15Cr-Ti,Al
 

4.哈氏合金，比如说C-276，主要成分为：59Ni-15Cr-16Mo-4W 
5.蒙乃尔合金，比如说蒙乃尔400，主要成分为：65Ni-32Cu 
 
  综合以上事例中，如果是选用普通不锈钢（如304），而不是选用特种不锈钢的情况下，普通不锈钢（304）并不适合这样的高温或者高腐蚀的环境，材料会马上发生腐蚀，或发生高温氧化。所以在众多的需要耐高温，耐腐蚀的环境下，特种不锈钢是最好的选择。

2020-10-29合金具有强度高而密度又小，机械性能好，韧性和抗蚀性能很好。另外，钛合金的工艺性能差，切削加工困难，在热加工中，非常容易吸收氢氧氮碳等杂质。还有抗磨性差，生产工艺复杂。钛的工业化生产是1948年开始的。航空工业发展的需要，使钛工业以平均每年约 8％的增长速度发展。目前世界钛合金加工材年产量已达4万余吨'钛合金牌号近30种。使用最广泛的钛合金是Ti-6Al-4V(TC4)'Ti-5Al-2.5Sn(TA7)和工业纯钛（TA1、TA2和TA3）。
钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。60年代中期，钛及其合金已在一般工业中应用，用于制作电解工业的电极，发电站的冷凝器，石油精炼和海水淡化的加热器以及环境污染控制装置等。钛及其合金已成为一种耐蚀结构材料。此外还用于生产贮氢材料和形状记忆合金等。