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2021-03-24高温合金凭借优异的抗氧化和抗热腐蚀性能在航空发动机、汽车发动机、燃气轮机、核电、石油化工等多个领域广泛应用。

　　所谓高温合金，即能在600℃以上高温及一定应力作用下长期工作的一类合金。高温合金材料相比于传统金属，在性能上具有高温高强；良好的抗氧化和抗热腐蚀性能；良好的抗疲劳性能、断裂韧性、良好的弹塑性。

　　高温合金大体上有三种划分方式：根据基体元素种类、根据合金强化类型和根据材料成型方式。

　　高温合金产品以非标准化为主，因此生产工艺较为复杂，但基本可以可分为三个步骤：熔炼、铸造和热加工，粉末冶金工业则将铸造工艺替代为热压。

　　高温合金凭借优异的抗氧化和抗热腐蚀性能在航空发动机、汽车发动机、燃气轮机、核电、石油化工等多个领域广泛应用。

　　在众多应用领域中，航空航天仍然占据重要地位，占需求总量的55%，其次是电力行业，占比达20%。

　　高温合金从诞生起就应用于航空发动机，在现代航空发动机中，高温合金材料主要用于四大热端部件：燃烧室、导向室、涡轮叶片和涡轮盘，此外还用于机匣、环件、加力燃烧室和尾喷口等部件。

　　高温合金材料的用量占发动机总重量的40-60%，在先进发动机中这一比例超过50%甚至更多。

　　2016 年7 月11 日，波音在范保罗航展首日发布版 《当前市场展望》，预测未来20 年全球需要39,620 架新飞机，该数字较去年预测增加4.1%。

　　由于不同机型的发动机所需的高温合金占比不同，根据测算，未来二十年全球民航各类型新机航空发动机，对高温合金的总需求为42.7 万吨。

　　而我国民航发动机市场也十分广阔，根据波音预测，到2032 年，中国新增的飞机数量超过5580架，预计我国民用航空对高温合金的需求量将超过3.8万吨。

　　根据美国国防部预测的数据，预计未来20年中国战斗机新增量将达到1430架、军用大飞机1500架、教练机500架，合计对高温合金需求量将达到5.7万吨。

　　另外，现有军机的维护和修理折算成发动机所需数量为2000台，对应的高温合金需求量达到1万吨左右。因此军用领域对高温合金的需求将达到6.7万吨。

　　燃气轮机是高温合金的另一个主要用途，其结构及原理与航空发动机类似。由于燃气轮机喷射到叶轮上的气体温度高达1300℃，因此叶轮需要用高温合金来制造。

　　燃气轮机的应用分为发电用燃气轮机领域和舰船用燃气轮机领域，主要以后者为主，在军用领域，有75%以上的海军主力舰艇采用燃机动力。

　　对于全球燃气轮机高温合金市场而言，据罗罗2013年预测，未来二十年，作为舰船动力的燃气轮机的市场需求达到2700亿美元，相应的服务需求达1250亿美元，市场空间广阔。

　　我国目前大约只有10艘主力舰艇使用燃气机，国产舰船用燃气轮机的技术问题已经得到解决。我国海军有望形成3大近海舰队和若干航母编队的作战体系，预计将新增驱逐舰及护卫舰97艘左右，中小型舰艇200艘左右，预计对高温合金的需求量约为3.3万吨左右。

　　汽车废气增压器涡轮也是高温合金材料的重要应用领域。目前，我国涡轮增压器生产厂家所采用的涡轮叶轮多为镍基高温合金涡轮叶轮，它和涡轮轴、压气机叶轮共同组成一个转子。

　　据 cnii报道，2015年我国新售乘用车中涡轮增压的配置率在31%左右，预计到2020年，我国乘用车涡轮增压比例将高达47%。涡轮增压汽车将从2015年的750万辆增至到2025年2300万辆，期间累计高温合金总需求10.6万吨，市值超200亿元。

　　核电用高温合金包括：燃料元件包壳材料、结构材料和燃料棒定位格架，高温气体炉热交换器等，均是其他材料难以代替的。

　　根据钢研高纳2009 年招股说明书，2010-2020 十年间我国核电装机容量新增2300千瓦，在建1800万千瓦。对应高温合金需求6000吨，价值24亿元。

　　目前，每年全球对高温合金材料的消费将近28万吨，市场规模达到100亿美元。全球范围内能够生产航空航天用高温合金的企业不超过50家，主要集中在美、俄、英、法、德、日等国。

　　我国高温合金的研发起步于20世纪60年代，形成的合金体系，并且取得了明显的进步，到目前已经成立了众多的生产和科研单位，并已具备变形高温合金、铸造高温合金的生产基地与高端高温合金材料的生产研发基地。

2018-11-23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。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。
三、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。
四、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。
五、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。
六、环境高温合金
在民用工业的很多领域，服役的构件材料都处于高温的腐蚀环境中。为满足市场需要，根据材料的使用环境，归类出系列高温合金。
1、高温合金母合金系列
2、抗腐蚀高温合金板、棒、丝、带、管及锻件
3、高强度、耐腐蚀高温合金棒材、弹簧丝、焊丝、板、带材、锻件
4、耐玻璃腐蚀系列产品
5、环境耐蚀、硬表面耐磨高温合金系列
6、特种精密铸造零件（叶片、增压涡轮、涡轮转子、导向器、仪表接头）
7、玻棉生产用离心器、高温轴及辅件8、钢坯加热炉用钴基合金耐热垫块和滑轨
9、阀门座圈
10、铸造“U”形电阻带
11、离心铸管系列
12、纳米材料系列产品
13、轻比重高温结构材料
14、功能材料（膨胀合金、高温高弹性合金、恒弹性合金系列）
15、生物医学材料系列产品
16、电子工程用靶材系列产品
17、动力装置喷嘴系列产品
18、司太立合金耐磨片
19、超高温抗氧化腐蚀炉辊、辐射管。

2020-04-14  合金材料焊接结构部件提供了许多潜在的优势，相对于合金材料结构效率和经济的机身结构。减少合金材料制造和制造成本与焊接结构相关，因为合金材料更低的零件计数和自动化装配实践。减轻重量也可以通过更有效的连接来实现，这种连接消除了紧固件和相关的边缘裕度要求。对焊接结构实施过程控制和开发财产数据库将有助于在未来的飞机系统中得到更广泛的利用。
  可以扩大合金材料焊接工艺在机身结构中的应用的技术发展包括:优化合金材料焊接工艺。新方法如变极性等离子弧、电子束、激光束等可提高焊接强度，改善疲劳性能。在这些合金材料焊接方法中，高的、局部的热输入往往会使热裂纹和气孔问题最小化。合金材料焊接操作自动化，计算机控制的焊接工具和检测头的应用将改善过程变量控制，提高过程速度和质量，降低焊接结构的成本。
  合金材料焊接提高检验技术也非常必要，合金材料部件复杂焊缝的无损检测方法不足可能会限制焊接工艺的应用。先进合金材料焊接技术的主要成果是降低了成本。结构效率和较低的成本将使焊接比其他连接工艺如机械紧固和粘接更有吸引力，尽管安装焊接工艺设备的成本必须考虑在内。合金材料焊接特别适用于需要密封接头的油箱和压力容器。

2016-06-21

     GH3128是以钨、钼固溶强化并用硼、铈、锆强化晶界的镍基合金，具有高的塑性，较高的持久蠕变强度以及良好的抗氧化性和冲压、焊接等性能。合金适用于制造在950℃以下工作的航空发动机燃烧室和加力燃烧室零部件，使用效果良好。其综合性能优于GH3044和GH3536等同类镍基固溶合金，主要产品为冷轧薄板，也可供应热轧板、棒材、锻件、丝材和管材。交货状态固溶温度为1140～1180℃，空冷。高温性能经1200℃补充固溶处理后进行检验。冷轧薄板0.8～4.0mm、热轧板4～14mm、冷拉焊丝Φ0.3～10mm。冷轧板和热轧板于固溶和酸洗；焊丝于冷拉、半硬或固溶和酸洗状态。

       丹阳市东方合金有限公司是一个集研究、开发、生产特种合金材料的高新技术企业。公司专业生产各种合金材料，如高温合金（GH4145、GH4169、GH3030、GH3128、GH2132，In718）、耐蚀合金（Incoloy800H、Incoloy825、Inconel600、Inconel625、904L）、精密合金（Ni36、4J29、1J79）。产品广泛应用于石油化工、电站脱硫、航空航天、舰船、工业阀门、通讯电子等行业，从材料性能使用******角度，为应用领域的高温、高压、腐蚀、磨损、疲劳、蠕变等环境，提供科学的解决方案和优良的产品服务。 
　　公司拥有专业先进的生产设备、检测设备，配备了真空感应炉、电渣重熔炉、热处理炉，光谱分析仪、碳硫分析仪、超声波探伤仪、金相显微镜、金属拉伸试验机、高温蠕变与持久强度试验机以及锻造、轧制、穿孔、拉拔、机加工等生产设备，在产品生产到交货的过程中，通过设备和人员对各环节的精细控制，达到供货的超质超量，实现客户******化的满意。 公司通过了ISO9001、2000质量管理体系认证，公司正在申办的证书有CE、TUV、DNV、GL、BV。 
　　公司以诚信为中心，以为客户提供优质产品和满意的服务为目标，以让客户满意的程度为衡量我们成功与否的最重要的标准。

2020-03-23各种锻造co基合金可依据以下用途来分类：主要用于650~1150℃高温的含金，包括s-816，Haynes
25，Haynes 188，Haynes 556和UMCo-50；耐腐蚀合金，MP-35N，MP-159，用于大约650℃下；耐磨Stellite 6B和类似合金。
在热处理和软化状态下所有Co基合金都是fcc晶体结构。然而，MP-35N，MP-159合金在服役应用前，在所推荐的非机械加工时期内存大一定量的hcp组织。这类合金的典型应用是650℃以下使用的紧固件没有哪一种Co基合金是完全的固溶合金，因为所有Co基合金都含有碳化物型的或者金属间化合物型的二次相。时效会引起附加的第二相沉淀，这会导致合金室温塑性在一定程度上的损失。高温组的Co基合金s-816原来广泛用于涡轮增压器、燃氯透平轮盘、叶片和轮叶，但后来由强度更高、密度更低、硬耐有害介质腐蚀的Ni基合金代替。

2016-06-25 高温合金具有优异的耐热和抗腐蚀性能，被誉为“发动机的基石”，航空航天是其最重要的下游应用领域，占总使用量的55%，而在诸如船舰燃气轮机、汽车涡轮增压器以及核电等领域也有重要运用。高温合金作为特钢的代表，在线工艺复杂，具有极高的产业壁垒，不仅对质量可靠性和性能稳定性有着严苛的要求，而且试用论证期往往长达数年，只有具备强大技术储备和研发实力的企业才方可进入。未来随着“中国制造2025”和“两机”专项计划的陆续落实，政策红利即将释放，高温合金发展将迎来重要战略机遇期；预计2020年前，研发资助资金投入规模将不少于2000亿元；
多轮驱动、需求迎来大发展
        我国高温合金行业正处于爆发的前夜，目前年均需求总量约1.5万吨，但政策护航、技术突破的双重刺激未来有望引领高温合金的大发展，预计2020年我国年均需求将达到3.5万吨，需求翻翻，年平均增长率接近20%，市场空间高达122亿元。其中，航空领域用高温合金仍是主力，“产业红利释放+战斗机更新换代+通用航空及无人机市场接力”，利好因素叠加，仅航空领域需求便有望突破1.2万吨；除此之外，核电、燃气轮机、涡轮增压器等领域需求也有望获得持续突破，预计需求将达到2万吨，成为接棒航空航天领域增长的市场新蓝海；

高壁垒、高门槛，供给增长有限
        高温合金整个行业具有较为明显的寡头特征，复杂的在线工艺决定了其成材率低、生产周期长，具有极高的技术壁垒。同时，该行业无论是军品还是民品均涉及到产品认证问题，特别是军品的认证，审核严、跨度长，耗时费力，为该行业构筑了天然的进入壁垒。目前我国高温合金总产能约为1.26万吨，实际产量约8000-9000吨左右，和我国庞大的需求相比，未来存在愈2万吨的产能缺口；
        行业景气向上确立，国产替代趋势加强：
        高温合金需求的演变加剧了未来行业的产能短缺，在过去由于技术上的短板造成我国高温合金成材率低、可靠性差，超过一半的产品依赖外资企业实现供货，造成目前行业实际产能利用率仅为75%左右。所以未来行业要取得突破的关键在于克服固有的技术瓶颈，加大国内厂商在供应序列中的话语权。与此同时，“两机”重大专项也将进一步助力我国高温合金产业的腾飞。技术+政策双管齐下背景下，即使仅按照目前国产化率为40%的中性预测，预计到2020年行业产能利用率也有望达到83%左右，若国产化率进一步提升，未来行业将遇到明显的产能瓶颈。

2016-09-22

高温合金也称热强合金，按其基体元素分为镍基、铁基和钴基高温合金；按制备工艺分为变形和铸造高温合金；按强化方式分为固溶强化型、时效强化（沉淀）型、氧化物弥散强化型和纤维强化型高温合金。高温合金的主要特点是具有足够的高温强度，并在高温氧化性气氛或燃气条件下能够长期工作。为了满足不同用途对高温合金性能的要求，一般采用固溶强货和时效强化的方式对高温合金进行强化。固溶强化就是在Ni-Cr或Fe-Ni-Cr基体的固溶度范围内加入一定量的W、Mo、Nb、Ta、Co等元素，使之形成Ni基或Fe基复杂固溶体，从而导致基体晶格产生畸变，形成内应力，使位错运动受到牵制而产生固溶强化作用。时效强化就是在Fe基或Ni基基体中加入一定量的Al、Ti、Nb、C等元素，使其在热处理过程中从合金内部沉淀析出金属间化合物和不同类型的碳化物，从而产生强化作用。时效强化可以进一步提高高温强度。

高温合金牌号取自GB/T14992-1992、YB/T5246-1993、YB/T5248-1993。按标准规定，除化学成分和力能性能外，高温合金的主要质量指标还有以下性能。

低倍组织。在经酸浸的横向试片上无目视可见的缩孔痕迹、空洞、裂纹、针孔、夹杂等，并逐件进行超声波检验，棒材、饼材进行塔型发纹检验，均应符合规定。

高倍组织。部分棒材、板材进行晶粒度检验，其级别一般为3~7级或5~8级，或报实测数据。

表面质量。棒材表面无裂纹、折叠、结疤和夹渣，冷拉棒还应光滑、洁净；板材表面光滑平整，无疤痕、重皮、氧化皮、麻坑、过酸洗痕迹等；管材内外表面无裂纹、折叠、龟裂、轧折、分层、结疤等；丝材表面无锈蚀、油污。

2018-11-26GH3044是固溶强化镍基抗氧化合金，在900℃以下具有高的塑性和中等的热强性，并具有优良的抗氧化性和良好的冲压、焊接工艺性能，适宜制造在900℃以下长期工作的航空发动机主燃烧室和加力燃烧室零部件及隔热屏、导向叶片，供应的品种有板、带、丝、管、棒材和环形件等。

2017-03-17     固溶强化的镍基高温合金(如GH3030，GH3039，GH3044，GH141等)锻件一般采用固溶时效处理。固溶处理的目的，不但是为了溶解基体内的碳化物和r′相，以获得均匀的固溶体，为时效作组织准备，而且也是为了获得适当的晶粒度。
　　一般固溶处理温度在1040～1230℃范围内，需确定恰当的固溶处理加热温度和保温时间，以防止r相晶粒不均匀长大、过热和过烧。有些合金，除了固溶时效处理外，还采用中间热处理，以获得较高的持久强度、高温塑性和较小的缺口敏感性。

2019-08-10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。