高溫合金加熱為什麼是兩個階段

『壹』 GH4169高溫合金的GH4169零件熱處理工藝

GH4169（GH169）高溫合金

GH4169圓鋼

GH4169 材料牌號GH4169(GH169)

GH4169 相近牌號Inconel 718(美國),NC19FeNb(法國)

GH4169 材料的技術標准

GJB 2612-1996 《焊接用高溫合金冷拉絲材規范》

HB 6702-1993 《WZ8系列用GH4169合金棒材》

GJB 3165 《航空承力件用高溫合金熱軋和鍛制棒材規范》

GJB 1952 《航空用高溫合金冷軋薄板規范》

GJB 1953 《航空發動機轉動件用高溫合金熱軋棒材規范》

GJB 2612 《焊接用高溫合金冷拉絲材規范》

GJB 3317 《航空用高溫合金熱軋板材規范》

GJB 2297 《航空用高溫合金冷拔（軋）無縫管規范》

GJB 3020 《航空用高溫合金環坯規范》

GJB 3167 《冷鐓用高溫合金冷拉絲材規范》

GJB 3318 《航空用高溫合金冷軋帶材規范》

GJB 2611 《航空用高溫合金冷拉棒材規范》

YB/T5247 《焊接用高溫合金冷拉絲》

YB/T5249 《冷鐓用高溫合金冷拉絲》

YB/T5245 《普通承力件用高溫合金熱軋和鍛制棒材》

GB/T14993 《轉動部件用高溫合金熱軋棒材》

GB/T14994 《高溫合金冷拉棒材》

GB/T14995 《高溫合金熱軋板》

GB/T14996 《高溫合金冷軋薄板》

GB/T14997 《高溫合金鍛制圓餅》

GB/T14998 《高溫合金坯件毛壞》

GB/T14992 《高溫合金和金屬間化合物高溫材料的分類和牌號》

HB 5199 《航空用高溫合金冷軋薄板》

HB 5198 《航空葉片用變形高溫合金棒材》

HB 5189 《航空葉片用變形高溫合金棒材》

HB 6072 《WZ8系列用GH4169合金棒材》

GH4169化學成分：%

C P S Mn Si Ni Cr Cu Al Co Mo Ti Nb Fe

≤0.08 ≤0.015 ≤0.02 ≤0.35 ≤0.35 50.0~55.0 17.0~21.0 ≤0.30 0.20~0.80 ≤1.00 2.80~3.30 0.65~1.15 4.75~5.50 餘量

餘量該合金的化學成分分為3類：標准成分、優質成分、高純成分。優質成分的在標准成分的基礎上降碳增鈮，從而減少碳化鈮的數量，減少疲勞源和增加強化相的數量，提高抗疲勞性能和材料強度。同時減少有害雜質和氣體含量。高純成分是在優質標准基礎上降低硫和有害雜質的含量，提高材料純度和綜合性能。

核能應用的GH4169合金，需控制硼含量（其他元素成分不變），具體含量由供需雙方協商確定。

當ω（B）≤0.002%時，為與宇航工業用的GH4169合金加以區別，合金牌號為GH4169A。

GH4169 熱處理制度

合金具有不同的熱處理制度，以控制晶粒度、控制δ相形貌、分布和數量，從而獲得不同級別的 力學性能。合金熱處理制度分3類

Ⅰ：(1010～1065)℃±10℃，1h，油冷、空冷或水冷+720℃±5℃，8h，以50℃/h 爐冷至620℃±5℃，8h，空冷。

經此制度處理的材料晶粒粗化，晶界和晶內均無δ相，存在缺口敏感性，但對提高沖擊性能和抵抗低溫氫脆有利。

Ⅱ：(950～980)℃±10℃，1h，油冷、空冷或水冷+720℃±5℃，8h，以50℃/h 爐冷至620℃±5℃，8h，空冷。

經此制度處理的材料有δ相，有利於消除缺口敏感性，是最常用的熱處理制度，也稱為標准熱處理制度。

Ⅲ：720℃±5℃，8h,以50℃/h爐冷至620℃±5℃，8h，空冷。

經此制度處理後，材料中的δ相較少，能提高材料的強度和沖擊性能。該制度也稱為直接時效熱處理制度。

GH4169 品種規格和供應狀態

可以供應模鍛件（盤、整體鍛件）、餅、環、棒（鍛棒、軋棒、冷拉棒）、板、絲、帶、管、不同形狀和尺寸的緊固件、彈性元件等、交貨狀態由供需雙方商定。絲材以商定的交貨狀態成盤狀交貨。

GH4169 熔煉和鑄造工藝

合金的冶煉工藝分為3類：真空感應加電渣重熔；真空感應加真空電弧重熔；真空感應加電渣重熔加真空電弧重熔。可根據零件的使用要求，選擇所需的冶煉工藝，滿足應用要求。

GH4169 應用概況與特殊要求

製造航空和航天發動機中的各種靜止件和轉動件，如盤、環件、機匣、軸、葉片、緊固件、彈性元件、燃氣導管、密封元件等和焊接結構件；製造核能工業應用的各種彈性元件和格架；製造石油和化工領域應用的零件及其他零件。

近年來，在對該合金研究不斷深化和對該合金應用不斷擴大的基礎上，為提高質量和降低成本，發展了很多新工藝：真空電弧重熔是採用氦氣冷卻工藝，有效減輕鈮偏析；採用噴射成型工藝，生產環件，降低生產成本和縮短生產周期；採用超塑成型工藝，擴大產品的生產范圍。

GH4169 熔化溫度范圍1260～1320℃。

GH4169密度ρ=8.24g/cm3。

GH4169磁性能合金無磁性。

GH4169相變溫度

γ"相是該合金的主要強化相，其最高穩定溫度是650℃，開始固熔溫度為840～870℃，完全固熔溫度是950℃，γ′相也是該合金的強化相，但數量少於γ"相，其析出溫度是600℃，完全熔解溫度是840℃；δ相的開始析出溫度是700℃，析出峰溫度是940℃，980℃開始熔解，完全熔解溫度是1020℃。

GH4169合金組織結構

合金標准熱處理狀態的組織由γ基體、γ′、γ"、δ、NbC相組成。γ"(Ni3Nb)相是主要強化相，為體心四方有序結構的亞穩定相，呈圓盤狀在基體中彌散共格析出，在長期時效或長期應用期間，有向δ相轉變的趨勢，使強度下降。γ′(Ni3(Al、Ti))相的數量次於γ"相，呈球狀彌散析出，對合金起一部分強化作用。δ相主要在晶界析出，其形貌與鍛造期間的終鍛溫度有關，終鍛溫度在900℃，形成針狀，在晶界和晶內析出；終鍛溫度達930℃，δ相呈顆粒狀，均勻分布；終鍛溫度達950℃，δ相呈短棒狀，分布於晶界為主；終鍛溫度達980℃，在晶界析出少量針狀δ相，鍛件出現持久缺口敏感性。終鍛溫度達到1020℃或更高，鍛件中無δ相析出，晶粒隨之粗化，鍛件有持久缺口敏感性。鍛造過程中，δ相在晶界析出，能起到釘扎作用，阻礙晶粒粗化。

L相是變形GH4169合金中不允許存在的相，該相富鈮，存在於鑄錠枝晶間，降低鑄錠初熔點，鑄錠

中L相固溶溫度和均勻化時間的關系。

GH4169工藝性能與要求

因GH4169合金中鈮含量高，合金中的鈮偏析程度與冶金工藝直接相關。電渣重熔和真空電弧熔煉的熔煉速度和電極棒的質量狀態直接影響材質的優劣。熔速快，易形成富鈮的黑斑；熔速慢，會形成貧鈮的白斑；電極棒表面質量差和電極棒內部有裂紋，均易導致白斑的形成，所以，提高電極棒質量和控制熔速及提高鋼錠的凝固速率是冶煉工藝的關鍵因素。為避免鋼錠中的元素偏析過重，至今採用的鋼錠直徑不大於508mm。

均勻化工藝必須確保鋼錠中的L相完全熔解。鋼錠兩階段均勻化和中間坯二次均勻化處理的時間，根據鋼錠和中間坯的直徑而定。均勻化工藝的控制與材料中的鈮偏析程度直接相關。

目前生產中採用的1160℃，20h±1180℃，44h的均勻化工藝，尚不足以消除鋼錠中心的偏析，因此建議採用以下均勻化工藝：

1. 1150～1160℃，20～30h+1180～1190℃，110～130h；

2. 1160℃，24h+1200℃，70h[20]。

經均勻化處理的合金具有良好的熱加工性能，鋼錠的開坯加熱溫度不得超過1120℃。鍛件的鍛造工藝應根據鍛件使用狀況和應用要求，結合生產廠的生產條件而定。開坯和生產鍛件是，中間退火溫度和終鍛溫度必須根據零件所要求的組織狀態和性能來確定，一般情況下，鍛造的終鍛溫度控制在930～950℃之間為宜。

GH4169焊接性能

合金具有滿意的焊接性能，可用氬弧焊、電子束焊、縫焊、點焊等方法進行焊接。

對直接時效狀態的零部件，推薦採用慣性摩擦焊以保持其強化效果，選用合適的摩擦焊工藝參數，在保留細晶組織的同時，焊縫邊緣及熱影響區還可以保留強化相γ′和γ"以及δ相，因此對接頭性能無明顯影響，對直接時效的鍛件，可在鍛造狀態進行摩擦焊，焊後再進行直接時效處理（制度Ⅲ），可獲得持久強度很高的焊接接頭。

GH4169零件熱處理工藝

航空零件的熱處理通常按1.5條規定的Ⅱ、Ⅲ兩種制度，即標准熱處理制度和直接時效熱處理制度進行。再有技術依據的條件下，也可採用其他制度熱處理。按標准制度熱處理時，固溶處理可在950～980℃范圍內，在選定的溫度±10℃下進行。

GH4169表面處理工藝

必要時可對零件表面局面進行噴丸強化、孔擠壓強化或螺紋滾壓強化工序，使零件在交變載荷條件下工作的壽命成倍增長。

對要求噴塗耐磨封嚴塗層的零件，可採用等離子噴塗或爆炸噴塗工藝，以爆炸噴塗為佳，爆炸噴塗塗層與基體結合強度高，塗層緻密、硬度高、孔隙率低，耐磨性好。

GH4169切削加工與磨削性能

合金可滿意地進行切削加工。

機械加工時必須確保圓弧達到設計要求和平滑過渡，不允許在機械加工、裝配或運輸中出現尖角、坑與劃傷缺口，因為在這些缺陷出，可形成過量的應力集中，在使用中會導致嚴重事故的發生。

『貳』 高溫合金熱染原理

加熱。熱染法是利用加熱在拋光面上形成氧化膜來顯示組織的方法，由於組織中不同的相，成分結構性能不同，氧化膜厚度不同，故在顯微鏡下呈現不同色彩，從而可以鑒別組織中的各種相。

『叄』 熱處理工藝固溶產品受熱不均勻時效後硬度變化大嗎

淬火合金的強度和硬度隨時間而發生顯著變化的現象，叫做時效。室溫下進行的時效叫自然時效，在一定溫度下進行的時效叫人工時效。
時效處理
指金屬或合金工件(如低碳鋼等)經固溶處理，從高溫淬火或經過一定程度的冷加工變形後，在較高的溫度放置或室溫保持其性能，形狀，尺寸隨時間而變化的熱處理工藝。一般地講，經過時效，硬度和強度有所增加，塑性韌性和內應力則有所降低。 含碳較高的鋼，淬火後立即獲得很高的硬度，但其塑性變得很低。而鋁合金淬火後，強度或硬度並不立即達到峰值，其塑性非但未下降，反而有所上升。經相當長時間(例如4~6晝夜)的室溫放置後，這種淬火合金的強度與硬度顯著提高，而塑性則有所下降。
時效處理指合金工件經固溶處理，冷塑性變形或鑄造，鍛造後，在較高的溫度放置或室溫保持其性能，形狀，尺寸隨時間而變化的熱處理工藝。
基本原理
為了消除精密量具或模具、零件在長期使用中尺寸、形狀發生變化，常在低溫回火後（低溫回火溫度150-250℃）精加工前，把工件重新加熱到100-150℃，保持5-20小時，這種為穩定精密製件質量的處理，稱為時效。對在低溫或動載荷條件下的鋼材構件進行時效處理，以消除殘余應力，穩定鋼材組織和尺寸，尤為重要。
時效處理：指合金工件經固溶處理，冷塑性變形或鑄造，鍛造後，在較高的溫度或室溫放置，其性能、形狀、尺寸隨時間而變化的熱處理工藝。若採用將工件加熱到較高溫度，並較短時間進行時效處理的時效處理工藝，稱為人工時效處理。若將工件放置在室溫或自然條件下長時間存放而發生的時效現象，稱為自然時效處理。第三種方式是振動時效，從80年代初起逐步進入使用階段，振動時效處理在不加熱也不像自然時效那樣費時的情況下，給工件施加一定頻率的振動使其內應力得以釋放，從而達到時效的目的。時效處理的目的，消除工件的內應力，穩定組織和尺寸，改善機械性能等。
固溶
所謂固溶處理，是指將合金加熱至第二相能全部或最大限度地溶入固溶體的溫度，保持一段時間後，以快於第二相自固溶體中析出的速度冷卻，獲得過飽和固溶體的過程。
固溶處理的主要目的是改善鋼或合金的塑性和韌性，為沉澱硬化處理作好准備等。
固溶處理是材料科學實驗中一種非常常見的加工處理工藝。
由固溶可得到固溶體。
目的
主要是改善鋼和合金的塑性和韌性，為沉澱硬化處理作好准備等。
使合金中各種相充分溶解，強化固溶體，並提高韌性及抗蝕性能，消除應力與軟化，以便繼續加工或成型。
適用
多種特殊鋼，高溫合金，特殊性能合金，有色金屬。
尤其適用:
1.熱處理後須要再加工的零件。
2.消除成形工序間的冷作硬化。
3.焊接後工件。
固溶處理是為了溶解基體內碳化物、γ'相等以得到均勻的過飽和固溶體，便於時效時重新析出顆粒細小、分布均勻的碳化物和γ'等強化相，同時消除由於冷熱加工產生的應力，使合金發生再結晶。其次，固溶處理是為了獲得適宜的晶粒度，以保證合金高溫抗蠕變性能。固溶處理的溫度范圍大約在980~1250℃之間，主要根據各個合金中相析出和溶解規律及使用要求來選擇，以保證主要強化相必要的析出條件和一定的晶粒度。對於長期高溫使用的合金，要求有較好的高溫持久和蠕變性能，應選擇較高的固溶溫度以獲得較大的晶粒度;對於中溫使用並要求較好的室溫硬度、屈服強度、拉伸強度、沖擊韌性和疲勞強度的合金，可採用較低的固溶溫度，保證較小的晶粒度。高溫固溶處理時，各種析出相都逐步溶解，同時晶粒長大;低溫固溶處理時，不僅有主要強化相的溶解，而且可能有某些相的析出。對於過飽和度低的合金，通常選擇較快的冷卻速度;對於過飽和度高的合金，通常為空氣中冷卻

『肆』 闡述高溫合金的定義

科技名詞定義
中文名稱：高溫合金 英文名稱：superalloy 定義：指在650°C以上溫度下具有一定力學性能和抗氧化、耐腐蝕性能的合金。目前常是鎳基、鐵基、鈷基高溫合金的統稱。 所屬學科：航空科技（一級學科）；航空材料（二級學科） 本內容由全國科學技術名詞審定委員會審定公布
網路名片
高溫合金在600-1200℃高溫下能承受一定應力並具有抗氧化或抗腐蝕能力的合金。

目錄

簡介
發展
提高強度固溶強化
沉澱強化
晶界強化
氧化物彌散強化
製造工藝
發展趨勢
技術開發
物質應用簡介
發展
提高強度 固溶強化
沉澱強化
晶界強化
氧化物彌散強化
製造工藝
發展趨勢
技術開發
物質應用
展開 編輯本段簡介
按基體元素主要可分為鐵基高溫合金、鎳基高溫合金和鈷基高溫合金。按制備工藝可分為變形高溫 高溫合金
合金、鑄造高溫合金和粉末冶金高溫合金。按強化方式有固溶強化型、沉澱強化型、氧化物彌散強化型和纖維強化型等。高溫合金主要用於製造航空、艦艇和工業用燃氣輪機的渦輪葉片、導向葉片、渦輪盤、高壓壓氣機盤和燃燒室等高溫部件，還用於製造航天飛行器、火箭發動機、核反應堆、石油化工設備以及煤的轉化等能源轉換裝置。
編輯本段發展
發展過程從20世紀30年代後期起，英、德、美等國就開始研究高溫合金。第二次世界大戰期間，為了滿足新型航空發動機的需要，高溫合金的研究和使用進入了蓬勃發展時期。40年代初，英國首先在80Ni-20Cr合金中加入少量鋁和鈦，形成γ相以進行強化，研製成第一種具有較高的高溫強度的鎳基合金。同一時期，美國為了適應活塞式航空發動機用渦輪增壓器發展的需要，開始用Vitallium鈷基合金製作葉片。 此外，美國還研製出Inconel鎳基合金，用以製作噴氣發動機的燃燒室。以後，冶金學家為進一步提高合金的高溫強度，在鎳基合金中加入鎢、鉬、鈷等元素，增加鋁、鈦含量，研製出一系列牌號的合金，如英國的「Nimonic」，美國的「Mar-M」和「IN」等；在鈷基合金中,加入鎳、鎢等 高溫合金
元素，發展出多種高溫合金，如X-45、HA-188、FSX-414等。由於鈷資源缺乏，鈷基高溫合金發展受到限制。 40年代，鐵基高溫合金也得到了發展，50年代出現A-286和Incoloy901等牌號，但因高溫穩定性較差，從60年代以來發展較慢。蘇聯於1950年前後開始生產「ЭИ」牌號的鎳基高溫合金，後來生產「ЭП」系列變形高溫合金和ЖС系列鑄造高溫合金。中國從1956年開始試制高溫合金，逐漸形成「GH」系列的變形高溫合金和「K」系列的鑄造高溫合金。70年代美國還採用新的生產工藝製造出定向結晶葉片和粉末冶金渦輪盤，研製出單晶葉片等高溫合金部件，以適應航空發動機渦輪進口溫度不斷提高的需要。 北京融品科技有限公司提供高溫合金鍛件產品
編輯本段提高強度
固溶強化
加入與基體金屬原子尺寸不同的元素(鉻、鎢、鉬等)引起基體金屬點陣的畸變 高溫合金
，加入能降低合金基體堆垛層錯能的元素（如鈷）和加入能減緩基體元素擴散速率的元素（鎢、鉬等），以強化基體。
沉澱強化
通過時效處理，從過飽和固溶體中析出第二相（γ、γ"、碳化物等），以強化合金。γ相與基體相同，均為面心立方結構，點陣常數與基體相近，並與晶體共格，因此γ相在基體中能呈細小顆粒狀均勻析出，阻礙位錯運動，而產生顯著的強化作用。γ相是A3B型金屬間化合物，A代表鎳、鈷，B代表鋁、鈦、鈮、鉭、釩、鎢，而鉻、鉬、鐵既可為A又可為B。鎳基合金中典型的γ相為Ni3(Al,Ti)。γ相的強化效應可通過以下途徑得到加強： ①增加γ相的數量； ②使γ相與基體有適宜的錯配度，以獲得共格畸變的強化效應； ③加入鈮、鉭等元素增大γ相的反相疇界能，以提高其抵抗位錯切割的能 高溫合金
力； ④加入鈷、鎢、鉬等元素提高γ相的強度。γ"相為體心四方結構，其組成為Ni3Nb。因γ"相與基體的錯配度較大,能引起較大程度的共格畸變，使合金獲得很高的屈服強度。但超過700℃，強化效應便明顯降低。鈷基高溫合金一般不含γ相，而用碳化物強化。
晶界強化
在高溫下，合金的晶界是薄弱環節，加入微量的硼、鋯和稀土元素可改善晶界強度。這是因為稀土元素能凈化晶界，硼、鋯原子能填充晶界空位，降低蠕變過程中晶界擴散速率，抑制晶界碳化物的集聚和促進晶界第二相球化。另外，鑄造合金中加適量的鉿，也能改善晶界的強度和塑性。還可通過熱處理在晶界形成鏈狀分布的碳化物或造成彎曲晶界，提高塑性和強度。
氧化物彌散強化
通過粉末冶金方法，在合金中加入高溫下仍保持穩定的細小氧化物，呈彌散分布狀 高溫合金
態，從而獲得顯著的強化效應。通常加入的氧化物有ThO2和Y2O3等。這些氧化物是通過阻礙位錯運動和穩定位錯亞結構等因素而使合金得到強化的。
編輯本段製造工藝
不含或少含鋁、鈦的高溫合金，一般採用電弧爐或非真空感應爐冶煉。含鋁、鈦高的高溫合金如在大氣中熔煉時，元素燒損不易控制，氣體和夾雜物進入較多，所以應採用真空冶煉。為了進一步降低夾雜物的含量，改善夾雜物的分布狀態和鑄錠的結晶組織，可採用冶煉和二次重熔相結合的雙聯工藝。冶煉的主要手段有電弧爐、真空感應爐和非真空感應爐；重熔的主要手段有真空自耗爐和電渣爐。 高溫合金
固溶強化型合金和含鋁、鈦低（鋁和鈦的總量約小於4.5％）的合金錠可採用鍛造開坯；含鋁、鈦高的合金一般要採用擠壓或軋制開坯，然後熱軋成材，有些產品需進一步冷軋或冷拔。直徑較大的合金錠或餅材需用水壓機或快鍛液壓機鍛造。 合金化程度較高、不易變形的合金，目前廣泛採用精密鑄造成型，例如鑄造渦輪葉片和導向葉片。為了減少或消除鑄造合金中垂直於應力軸的晶界和減少或消除疏鬆，近年來又發展出定向結晶工藝。這種工藝是在合金凝固過程中使晶粒沿一個結晶方向生長，以得到無橫向晶界的平行柱狀晶。實現定向結晶的首要工藝條件是在液相線和固相線之間建立並保持足夠大的軸向溫度梯度和良好的軸向散熱條件。此外，為了消除全部晶界，還需研究單晶葉片的製造工藝。 粉末冶金工藝，主要用以生產沉澱強化型和氧化物彌散強化型高溫合金。這種工藝可使一般不能變形的鑄造高溫合金獲得可塑性甚至超塑性。 綜合處理高溫合金的性能同合金的組織有密切關系，而組織是受金屬熱處理控制的。高溫合金一般需經過熱處理。沉澱強化型合金通常經過固溶處理和時效處理。固溶強化型合金只經過固溶處理。有些合金在時效處理前還要經過一兩次中間處理。固溶處理首先是為了使第二相溶入合金基體，以 高溫合金
便在時效處理時使γ、碳化物（鈷基合金）等強化相均勻析出，其次是為了獲得適宜的晶粒度以保證高溫蠕變和持久性能。 固溶處理溫度一般為1040～1220℃。目前廣泛應用的合金，在時效處理前多經過1050～1100℃中間處理。中間處理的主要作用是在晶界析出碳化物和γ膜以改善晶界狀態，與此同時有的合金還析出一些顆粒較大的γ相與時效處理時析出的細小γ相形成合理搭配。時效處理的目的是使過飽和固溶體均勻析出γ相或碳化物(鈷基合金)以提高高溫強度，時效處理溫度一般為700～1000℃。
編輯本段發展趨勢
高溫合金發展的趨勢是進一步提高合金的工作溫度和改善中溫或高溫下承受各種載荷的能力，延長合金壽命。就渦輪葉片材料而言，單晶葉片將進入實用階段，定向結晶葉片的綜合性能將得到改進。 此外，有可能採用激冷態合金粉末製造多層擴散連接的空心葉片，從而適應提高燃氣溫度的需要。就導向葉片和燃燒室材料而言，有可能使用氧化物彌散強化的合金，以大幅度提高使用溫度。為了提高抗腐蝕和耐磨蝕性能，合金的防護塗層材料和工藝也將獲得進一步發展。
編輯本段技術開發
高梯度定向凝固共晶高溫合金的組織與性能 K4169高溫合金組織細化及性能優化研究 高溫合金
鑄造鎳基高溫合金中Ni_5Zr的溶解和轉變 定向工藝和鉿含量對一種鎳基高溫合金的影響 Mg在高溫合金GH220中的作用 GH2027鐵基高溫合金的第二相研究 Ni_3Al基高溫合金添加碳化物質點的探索研究 MC和M_3B_2相在一種Ni-Cr-Co高溫合金中的析出 鎳基高溫合金GH4145/SQ的高溫低周疲勞行為 變形高溫合金成型質量控制中的轉換研究 高梯度定向凝固共晶高溫合金的組 高溫合金
織與性能 K4169高溫合金組織細化及性能優化研究 鑄造鎳基高溫合金中Ni_5Zr的溶解和轉變 定向工藝和鉿含量對一種鎳基高溫合金的影響 Mg在高溫合金GH220中的作用 FGH95粉末高溫合金應力時效的組織和相分析 Rene′88DT粉末高溫合金組織及γ′相析出動力學研究 鎳基粉末高溫合金中夾雜物導致裂紋萌生和擴展行為的研究 鎳基粉末高溫合金中夾雜物的微觀力學行為研究 粉末高溫合金的研究與發展
編輯本段物質應用
高溫合金是指以鐵、鎳、鈷為基，能在600℃以上的高溫及一定應力作用下長期工作的一類金屬材料；並具有較高的高溫強度，良好的抗氧化和抗腐蝕性能，良好的疲勞性能、斷裂韌性等綜合性能。高溫合金為單一奧氏體組織，在各種溫度下具有良好的組織穩定性和使用可靠性， 高溫合金產品圖片 融品科技提供
基於上述性能特點，且高溫合金的合金化程度較高，又被稱為「超合金」，是廣泛應用於航空、航天、石油、化工、艦船的一種重要材料。按基體元素來分，高溫合金又分為鐵基、鎳基、鈷基等高溫合金。鐵基高溫合金使用溫度一般只能達到750~780℃，對於在更高溫度下使用的耐熱部件，則採用鎳基和難熔金屬為基的合金。 鎳基高溫合金在整個高溫合金領域佔有特殊重要的地位，它廣泛地用來製造航空噴氣發動機、各種工業燃氣輪機最熱端部件。若以150MPA-100H持久強度為標准，而目前鎳合金所能承受的最高溫度〉1100℃，而鎳合金約為950℃，鐵基的合金〈850℃,即鎳基合金相應地高出150℃至250℃左右。所以人們稱鎳合金為發動機的心臟。目前，在先進的發動機上，鎳合金已佔總重量的一半，不僅渦輪葉片及燃燒室，而且渦輪盤甚至後幾級壓氣機葉片也開始使用鎳合金。與鐵合金相比，鎳合金的優點是：工作溫度較高，組織穩定、有害相少及搞氧化搞腐蝕能力大。與鈷合金相比，鎳合金能在較高溫度與應力下工作，尤其是在動葉片場合。 鎳合金具有上述優點與其本身的某些卓越性能有關。鎳為面心立方體，組織非常 高溫合金生產用關鍵設備 真空爐
穩定，從室溫到高溫不發生同素異型轉變；這對選作基體材料十分重要。眾所周知，奧氏體組織比鐵素體組織具有一系列的優點。 鎳具有高的化學穩定性，在500度以下幾乎不發生氧化，學溫下也不受溫氣、水及某些鹽類水溶液的作用。鎳在硫酸及鹽酸中溶解很慢，而在硝酸中溶解很快。 鎳具有很大的合金能力，甚至添加十餘種合金元素也不出現有害相，這就為改善鎳的各種性能提供潛在的可能性。 純鎳的力學性能雖不強，但塑性卻極好，尤其是低溫下塑性變化不大

『伍』 GH4169高溫合金的GH4169 熱處理制度

GH4169高溫合金

GH4169熱處理制度：

摘自HB/Z 140、GJB 712A、GJB 5301、Q/3B 4052 和Q/3B 4054,分標准熱處理和直接時效處理兩種。

標准熱處理

a)盤形鍛件、環形件,(950~980)℃+10℃X1h/OQ(或AC、或 WQ)+720℃土10℃X8h/FC(50℃士10℃/h)→620℃+10℃X8h/AC, HB 461~341;

b)航天用鍛制圓餅,(950~1010)℃士10℃X1h/AC+720℃+10℃ X8h/FC(50℃/h)→620℃+10℃X8h/AC(或 FC);

c)絲材,955℃士10℃ × 1h/AC+720℃ 士10℃ ×8h/FC(50℃ 士10℃/h)→620℃士5℃X(7~8) h/ AC ，HRC≥ 32

d)棒材和鍛件,(950~980)℃士10℃X1h/AC+720℃+5℃ X 8h/FC(50℃士10℃/h)→620℃士5℃X8h / AC, HB ≥346;

e)板材、焊接件:

制度I:(940~960)℃/AC+(710~730)℃X(8~8.5)h/FC(50℃士10℃/h)→(615~620)℃X(8~8.5)h/AC,其中固溶保溫時間: δ (d)≤3mm, (25~30) min; δ(d)3mm~5mm, (30~35) min;

制度I:中間退火,(940~960)℃X(15~20)min/AC;

f)管材,955℃士10℃ X30min/AC(或風冷)+720℃士10℃X8h/FC(50℃土10℃/h)→620℃士10℃,使總保溫時間不少於18h,空冷或風冷。

直接時效處理

盤形鍛件直接時效制度:720℃土10℃X8h/FC(50℃士10℃/h)→620℃士10℃X8h/AC。

GH4169特性及應用領域概述：

該合金在-253～700℃溫度范圍內具有良好的綜合性能,650℃以下的屈服強度居變形高溫合金的首位,並具有良好的抗疲勞、抗輻射、抗氧化、耐腐蝕性能,以及良好的加工性能、焊接性能良好。能夠製造各種形狀復雜的零部件，在宇航、核能、石油工業及擠壓模具中，在上述溫度范圍內獲得了極為廣泛的應用。

GH4169相近牌號：

Inconel 718、UNS NO7718(美國)、NC19FeNb(法國)、W.Nr.2.4668(德國)

GH4169其他軍標標准：

GJB 2611A 航空用高溫合金冷拉棒材規范

GJB 2612 焊接用高溫合金冷拉絲材規范

GJB3318A 航空用高溫合金冷軋帶材規范

GJB 3527 彈簧用高溫合金冷拉絲材規范

GJB 5280 航空發動機用高溫合金盤形鍛件規范

GJB 5301 航空發動機用高溫合金環形件規范

GJB 712A 航天用GH4169高溫合金鍛制圓餅規范

HB/Z 140 航空用高溫合金熱處理工藝

Q/5B 4040優質GH4169合金鍛件

Q/3B 4048 (Q/5B 4029、撫高新13、協上五高22、C3S280)優質GH4169合金棒材

Q/3B 4056 (Q/5B 4009、撫高新11、協上五高24)高強GH4169合金壓氣機盤鍛件

Q/3B 4054 (RJTO-10、撫高新10、協上五高23)直接時效GH4169合金壓氣機盤、渦輪盤鍛件

Q/3B 4050 (Q/5B 4037、撫高新9、協上五高32) GH4169合金厚板、薄板和帶材

Q/3B 4052 GH4169 合金毛細管材

GH4169金相組織結構：

該合金標准熱處理狀態的組織由γ基體γ'、γ"、δ、NbC相組成。

GH4169工藝性能與要求：

1、因GH4169合金中鈮含量高,合金中的鈮偏析程度與治金工藝直接有關。

2、為避免鋼錠中的元素偏析過重，採用的鋼錠直徑不大於508mm。

3、經均勻化處理的合金具有良好的熱加工性能，鋼錠的開坯加熱溫度不得超過1120℃。

4、該合金的晶粒度平均尺寸與鍛件的變形程度、終鍛溫度密切相關。

5、合金具有滿意的焊接性能，可用氬弧焊、電子束焊、縫焊、點焊等方法進行焊接。

GH4169主要規格:

GH4169無縫管、GH4169鋼板GH4169、圓鋼、GH4169鍛件、GH4169法蘭、GH4169圓環、GH4169焊管、GH4169鋼帶、GH4169直條、GH4169絲材及配套焊材、GH4169圓餅、GH4169扁鋼、GH4169六角棒、GH4169大小頭、GH4169彎頭、GH4169三通、GH4169加工件、GH4169螺栓螺母、GH4169緊固件。

『陸』 高溫合金的熱處理工藝是怎麼樣的

高溫合金主要牌號：

固溶強化型鐵基合金：

GH1015、GH1035、GH1040、GH1131、GH1140

時效硬化性鐵基合金：

GH2018、GH2036、GH2038、GH2130、GH2132、GH2135、GH2136、GH2302、GH2696

固溶強化型鎳基合金：

GH3030、GH3039、GH3044、GH3028、GH3128、GH3536、GH605,GH600

時效硬化型鎳基合金：

GH4033、GH4037、GH4043、GH4049、GH4133、GH4133B、GH4169、GH4145、GH4090

國外的高溫合金叫包含inconel系列 incoloy系列 Hastelloy系列

成分和性能

鎳基合金是高溫合金中應用最廣、高溫強度最高的一類合金。其主要原因，一是鎳基合金中可以溶解較多合金元素，且能保持較好的組織穩定性；二是可以形成共格有序的 A3B型金屬間化合物γ'[Ni3(Al，Ti)]相作為強化相，使合金得到有效的強化，獲得比鐵基高溫合金和鈷基高溫合金更高的高溫強度；三是含鉻的鎳基合金具有比鐵基高溫合金更好的抗yang化和抗燃氣腐蝕能力。鎳基合金含有十多種元素，其中Cr主要起抗yang化和抗腐蝕作用，其他元素主要起強化作用。根據它們的強化作用方式可分為：固溶強化元素，如鎢、鉬、鈷、鉻和釩等；沉澱強化元素，如鋁、鈦、鈮和鉭；晶界強化元素，如硼、鋯、鎂和稀土元素等。

『柒』 鑄造合金的收縮經歷哪三個階段對縮孔和縮松影響最大的是哪兩個階段

金收縮性及其對鑄件質量的影響鑄件在凝固和冷卻過程中，使凝固區域變窄。在常用合金中。金屬從澆注溫度冷卻到室溫要經歷液態收縮。這兩個階段的收縮量通常用體收縮率來表示、縮松缺陷。澆注速度很慢或明冒口中不斷補澆高溫合金液。
2。其收縮量用線收縮率表示，鑄鋼收縮率最大。硅元素促進收縮率減小，而是受阻收縮；另一方面是由於鑄件結構各部分冷卻速度不同。濕型比干型的冷卻能力大，體積和尺寸減小的現象稱為收縮，鑄件的實際線收縮率比合金的自由線收縮率小。固態收縮階段只引起鑄件外部尺寸變化，鑄件總體積收縮減小，合金過熱度就越大、凝固收縮和固態收縮三個收縮階段。
(2)澆注條件澆注溫度越商，縮孔容積也減小。在液態收縮和凝固收縮階段鑄件易產生縮孔，使鑄件易產生內應力，灰口鑄鐵最小。因此，使鑄件液態和凝固收縮及時得到補償、變形和裂紋等缺陷，故縮松更顯著減少。
(3)鑄型條件和鑄件結構鑄型材料對鑄件冷卻速度影響很大.影響合金收縮的因素
(1)化學成分不同的鑄造合金有不同的收縮率，則液態收縮量也增大。受阻的原因一方面是由於鑄型和型芯對合金收縮的機械阻力，縮松減少，硫使收縮率增大。金屬型冷卻能力更大。合金在鑄型中不是自由收縮，相互制約而對收縮產生阻力

『捌』 合成金屬的冶煉過程

(1)高溫合金電渣重熔。是將一次單煉澆注的電極利用電流通過渣層產生電阻熱進行二次熔煉。由於金屬電極呈薄層形式熔化，金屬熔滴與熔渣接觸的比表面特別大，熔池的溫度高達1800℃以上，保證了金屬液與溶渣充分強烈作用，金屬材料被有效地精煉，氣體、雜質和非金屬夾雜物被大量去除。由於結晶器水冷的作用，結晶速度快，減少了偏析。結晶過程中不斷有液態金屬補充，消除了鋼錠中心疏鬆和減小頭部的縮孔。適當調整和控制冶煉工藝，能得到自下而上沿軸向的柱狀晶，可以改善鋼錠的熱加工性，這對於難變形的高溫合金尤為重要。
(2)高溫合金真空自耗重熔。是將一次單煉的電極作為負極置於真空系統中，水冷結晶器作為正極，通以低壓直流電，利用電弧放出的熱量使電極熔化，達到進一步精煉的目的。在電極熔化的同時，金屬液在水冷結晶器內結晶，成為重熔的鋼錠。重熔金屬的純度和鋼錠的結晶組織，基本上與電渣重熔工藝相同，但真空白耗重熔的去氣條件好一些，含鋁、鈦合金的成分均勻性容易保證。根據工廠的設備條件和鋼種特點，有各種不同的雙聯冶煉配合，形成不同的工藝路線。GH3039、GH3044、GH4033、GH2132和GH2135等合金，曾採用電弧爐加真空白耗爐雙聯工藝。GH2036、GH4033、GH2132和GHll40等合金，曾採用電弧爐加電渣爐雙聯工藝。GH2135、GH4049、GH4037和GH2130等合金，採用真空感應爐加電渣爐雙聯工藝。GH4133、G11698、GH220和GH4169等合金，採用真空感應爐加真空白耗爐雙聯工藝。有些高溫合金的技術條件中規定，在冶煉母合金和二次重熔兩個工序中，應有一個工序採用真空冶煉，以達到降低氣體含量。
(3)其他。除上述冶煉工藝外，還有懸浮爐熔煉。真空下用感應加熱，爐料與特製的水冷銅坩堝不接觸，懸浮著熔化和精煉。由於整個熔煉過程不接觸耐火材料，合金的純度特別高。TiAl等金屬間化合物中鋁、鈦元素十分活潑，容易與坩堝的耐火材料起反應，必須採用此工藝冶煉。此外，還有電子束爐熔煉、等離子爐熔煉等新工藝。利用高速電子或等離子轟擊母材產生熱量進行重熔。此類熔煉工藝的真空度較高，又能較好地控制熔化和結晶過程，因此去除氣體、夾雜物及有害雜質的效果比真空白耗重熔好。但是，設備和生產費用較高，易揮發元素的控制等問題尚未完全解決，所以此類工藝在高溫合金中使用得還少。

『玖』 高溫合金加熱多少度才膨脹

膨脹（收縮）隨溫度變化而變化,是個持續過程,高溫合金是指這種合金高溫耐受度（最高工作溫度或熔化溫度）並不是指,因為是高溫合金,所以不到一定的溫度是不發生膨脹的,只要有溫度的變化,膨脹（收縮）都一直在變化,衡量這種高溫合金具體膨脹了多少是由這種材料的膨脹系數與溫度綜合決定的

『拾』 高溫材料的高溫合金

高溫合金是在高溫嚴酷的機械應力和氧化、腐蝕環境下應用的一類合金。隨著科技事業的發展，高溫合金逐漸形成六個較為完整的部分。
一、變形高溫合金
變形高溫合金是指可以進行熱、冷變形加工，工作溫度范圍-253～1320℃，具有良好的力學性能和綜合的強、韌性指標，具有較高的抗氧化、抗腐蝕性能的一類合金。按其熱處理工藝可分為固溶強化型合金和時效強化型合金。
1、固溶強化型合金
使用溫度范圍為900～1300℃，最高抗氧化溫度達1320℃。例如GH128合金，室溫拉伸強度為850MPa、屈服強度為350MPa；1000℃拉伸強度為140MPa、延伸率為85%,1000℃、30MPa應力的持久壽命為200小時、延伸率40%。固溶合金一般用於製作航空、航天發動機燃燒室、機匣等部件。
2、時效強化型合金
使用溫度為-253～950℃，一般用於製作航空、航天發動機的渦輪盤與葉片等結構件。製作渦輪盤的合金工作溫度為-253～700℃,要求具有良好的高低溫強度和抗疲勞性能。 例如：GH4169合金，在650℃的最高屈服強度達1000MPa；製作葉片的合金溫度可達950℃，例如：GH220合金，950℃的拉伸強度為490MPa，940℃、200MPa的持久壽命大於40小時。
變形高溫合金主要為航天、航空、核能、石油民用工業提供結構鍛件、餅材、環件、棒材、板材、管材、帶材和絲材。
二、鑄造高溫合金
鑄造高溫合金是指可以或只能用鑄造方法成型零件的一類高溫合金。其主要特點是：
1. 具有更寬的成分范圍 由於可不必兼顧其變形加工性能，合金的設計可以集中考慮優化其使用性能。如對於鎳基高溫合金，可通過調整成分使γ』含量達60%或更高，從而在高達合金熔點85%的溫度下，合金仍能保持優良性能。
2. 具有更廣闊的應用領域 由於鑄造方法具有的特殊優點，可根據零件的使用需要，設計、製造出近終形或無餘量的具有任意復雜結構和形狀的高溫合金鑄件。
根據鑄造合金的使用溫度，可以分為以下三類：
第一類：在-253～650℃使用的等軸晶鑄造高溫合金 這類合金在很大的范圍溫度內具有良好的綜合性能，特別是在低溫下能保持強度和塑性均不下降。如在航空、航天發動機上用量較大的K4169合金，其650℃拉伸強度為1000MPa、屈服強度850MPa、拉伸塑性15%；650℃，620MPa應力下的持久壽命為200小時。已用於製作航空發動機中的擴壓器機匣及航天發動機中各種泵用復雜結構件等。
第二類：在650～950 ℃使用的等軸晶鑄造高溫合金 這類合金在高溫下有較高的力學性能及抗熱腐蝕性能。例如K419合金，950℃時，拉伸強度大於700MPa、拉伸塑性大於6%；950℃，200小時的持久強度極限大於230MPa。這類合金適於用做航空發動機渦輪葉片、導向葉片及整鑄渦輪。
第三類： 在950～1100℃使用的定向凝固柱晶和單晶高溫合金 這類合金在此溫度范圍內具有優良的綜合性能和抗氧化、抗熱腐蝕性能。例如DD402單晶合金，1100℃、130MPa的應力下持久壽命大於100小時。這是國內使用溫度最高的渦輪葉片材料，適用於製作新型高性能發動機的一級渦輪葉片。
隨著精密鑄造工藝技術的不斷提高，新的特殊工藝也不斷出現。細晶鑄造技術、定向凝固技術、復雜薄壁結構件的CA技術等都使鑄造高溫合金水平大大提高，應用范圍不斷提高。
三、粉末冶金高溫合金
採用霧化高溫合金粉末，經熱等靜壓成型或熱等靜壓後再經鍛造成型的生產工藝製造出高溫合金粉末的產品。採用粉末冶金工藝，由於粉末顆粒細小，冷卻速度快，從而成分均勻，無宏觀偏析，而且晶粒細小，熱加工性能好，金屬利用率高，成本低，尤其是合金的屈服強度和疲勞性能有較大的提高。
FGH95粉末冶金高溫合金，650℃拉伸強度1500MPa；1034MPa應力下持久壽命大於50小時，是當前在650℃工作條件下強度水平最高的一種盤件粉末冶金高溫合金。粉末冶金高溫合金可以滿足應力水平較高的發動機的使用要求,是高推重比發動機渦輪盤、壓氣機盤和渦輪擋板等高溫部件的選擇材料。
四、氧化物彌散強化（ODS）合金
是採用獨特的機械合金化(MA)工藝，超細的(小於50nm)在高溫下具有超穩定的氧化物彌散強化相均勻地分散於合金基體中，而形成的一種特殊的高溫合金。其合金強度在接近合金本身熔點的條件下仍可維持，具有優良的高溫蠕變性能、優越的高溫抗氧化性能、抗碳、硫腐蝕性能。
目前已實現商業化生產的主要有三種ODS合金：
MA956合金 在氧化氣氛下使用溫度可達1350℃，居高溫合金抗氧化、抗碳、硫腐蝕之首位。可用於航空發動機燃燒室內襯。
MA754合金 在氧化氣氛下使用溫度可達1250℃並保持相當高的高溫強度、耐中鹼玻璃腐蝕。現已用於製作航空發動機導向器蓖齒環和導向葉片。
MA6000合金 在1100℃拉伸強度為222MPa、屈服強度為192MPa；1100℃，1000小時持久強度為127MPa，居高溫合金之首位，可用於航空發動機葉片。
五、金屬間化合物高溫材料
金屬間化合物高溫材料是近期研究開發的一類有重要應用前景的、輕比重高溫材料。十幾年來，對金屬間化合物的基礎性研究、合金設計、工藝流程的開發以及應用研究已經成熟，尤其在Ti-Al、Ni-Al和Fe-Al系材料的制備加工技術、韌化和強化、力學性能以及應用研究方面取得了令人矚目的成就。
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）、高溫高強度、高鋼度以及優異的抗氧化、抗蠕變等優點，可以使結構件減重35～50%。 Ni3Al基合金，MX-246具有很好的耐腐蝕、耐磨損和耐氣蝕性能，展示出極好的應用前景。Fe3Al基合金具有良好的抗氧化耐磨蝕性能，在中溫（小於600℃）有較高強度，成本低，是一種可以部分取代不銹鋼的新材料。
六、環境高溫合金
在民用工業的很多領域，服役的構件材料都處於高溫的腐蝕環境中。為滿足市場需要，根據材料的使用環境，歸類出系列高溫合金。
1、 高溫合金母合金系列
2、 抗腐蝕高溫合金板、棒、絲、帶、管及鍛件
3、 高強度、耐腐蝕高溫合金棒材、彈簧絲、焊絲、板、帶材、鍛件
4、 耐玻璃腐蝕系列產品
5、 環境耐蝕、硬表面耐磨高溫合金系列
6、 特種精密鑄造零件（葉片、增壓渦輪、渦輪轉子、導向器、儀表接頭）
7、 玻棉生產用離心器、高溫軸及輔件 8、 鋼坯加熱爐用鈷基合金耐熱墊塊和滑軌
9、 閥門座圈
10、 鑄造「U」形電阻帶
11、 離心鑄管系列
12、 納米材料系列產品
13、 輕比重高溫結構材料
14、 功能材料（膨脹合金、高溫高彈性合金、恆彈性合金系列）
15、 生物醫學材料系列產品
16、 電子工程用靶材系列產品
17、 動力裝置噴嘴系列產品
18、 司太立合金耐磨片
19、 超高溫抗氧化腐蝕爐輥、輻射管。