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。
2022-05-11760℃高温材料发展过程从20世纪30年代后期起,英、德、美等国就开始研究高温合金。第二次世界大战期间,为了满足新型航空发动e79fa5e98193e59b9ee7ad9431333361303032机的需要,高温合金的研究和使用进入了蓬勃发展时期。40年代初,英国首先在80Ni-20Cr合金中加入少量铝和钛,形成γ‘相(gamma prime)以进行强化,研制成第一种具有较高的高温强度的镍基合金。同一时期,美国为了适应活塞式航空发动机用涡轮增压器发展的需要,开始用Vitallium钴基合金制作叶片。
此外,美国还研制出Inconel镍基合金,用以制作喷气发动机的燃烧室。以后,冶金学家为进一步提高合金的高温强度,在镍基合金中加入钨、钼、钴等元素,增加铝、钛含量,研制出一系列牌号的合金,如英国的“Nimonic”,美国的“Mar-M”和“IN”等;在钴基合金中,加入镍、钨等元素,发展出多种高温合金,如X-45、HA-188、FSX-414等。由于钴资源缺乏,钴基高温合金发展受到限制。
40年代,铁基高温合金也得到了发展,50年代出现A-286和Incoloy901等牌号,但因高温稳定性较差,从60年代以来发展较慢。苏联于1950年前后开始生产“ЭИ”牌号的镍基高温合金,后来生产“ЭП”系列变形高温合金和ЖС系列铸造高温合金。中国从1956年开始试制高温合金,逐渐形成“GH”系列的变形高温合金和“K”系列的铸造高温合金。70年代美国还采用新的生产工艺制造出定向结晶叶片和粉末冶金涡轮盘,研制出单晶叶片等高温合金部件,以适应航空发动机涡轮进口温度不断提高的需要。