高温合金概述高温合金是指以镍、铁、钴为基体,能够在℃甚至更高环境温度下工作,并能够在承受一定的应力作用下长期稳定工作的一类金属材料。高温合金一般都具有较高的抗氧化能力、高温强度、抗热腐蚀、抗疲劳等综合的高温力学性能。大多数高温合金都为单一奥氏体组织,这是由于在各种温度环境下奥氏体组织都具有很好的使用可靠性和组织稳定性。基于上述特点,并且高温合金的合金化程度相对较高,因此高温合金又被称为超合金,是被广泛应用于化工、舰船、航空、石油、航天的一类重要金属材料。按照基体元素组成来分,高温合金可分为铁基高温合金、镍基高温合金和钴基高温合金等。(1)铁基高温合金以铁为基体同时含有大量的镍元素和铬元素,又称为铁-镍基高温合金或称为铁-镍-铬基高温合金。根据不同的合金强化类型可分为固溶强化型铁基高温合金和时效强化型铁基高温合金两种。a.固溶强化型铁基高温合金含有约20%~45%的镍元素,以便使基体得到稳定的奥氏体组织,同时又加入20%以上的铬元素以便获得良好的抗氧化性能。此外固溶强化型铁基高温合金还添加钨、钼、铌等元素和少量铝、钛、氮等元素。
钨、钼和铌等元素的含量之和能达到2%~15%。该高温合金的加工性能良好,多加工成板材用来制作高温部件,在℃~℃的环境温度下使用。b.时效强化型铁基高温合金又可分为碳化物时效硬化型和金属间化合物时效硬化型。碳化物时效硬化型铁基高温合金不仅含有一定量的碳元素和氮元素,并含有钨元素、钼元素和铌元素等,它们不但有更高的固溶强化作用,而且有形成碳化物而起时效强化的作用。合金含有约13%~20%的铬元素,8%~25%的镍元素,0%~10%的钴元素,6%~10%的锰元素,3%~7%的钨、钼和铌元素,0.2%~0.3%的碳和氮元素。该合金加工性能和力学性能良好,一般用来制作涡轮盘和其它高温受力部件,在℃~℃下工作。金属间化合物时效硬化型铁基高温合金含有铝、钛或铌元素等,形成γ′-Ni3(Al、Ti)相或γ″-Ni3N相进行时效强化。该高温合金含有10%~20%的铬元素,20%~45%的镍元素,1.8%~3.5%的钛元素,0.3%~2.9%的铝元素,3%~5%的铌元素,1%~3%的钨元素,1%~5%的钼元素,0.06%~0.09%的碳元素。其与碳化物时效硬化型铁基高温合金相同,也用于制作涡轮盘和其它高温部件,工作温度高于碳化物时效硬化型铁基高温合金,在℃~℃下工作。铁基高温合金具有足够高的高温强度及良好的加工性能和力学性能,其生产成本远远低于镍基高温合金和钴基高温合金,各国均十分