? 高溫合金或高性能合金是能夠承受極端溫度的材料,這些極端溫度會破壞鋼,鈦和鋁等常規(guī)金屬。 “超級合金”一詞是在第二次世界大戰(zhàn)后不久使用的,用于描述為在高溫下需要高性能的渦輪增壓器和飛機(jī)渦輪發(fā)動機(jī)開發(fā)的一組合金。使用超級合金的應(yīng)用范圍已擴(kuò)展到許多其他領(lǐng)域,現(xiàn)在包括飛機(jī)和陸基燃?xì)廨啓C(jī),火箭發(fā)動機(jī),化工廠和石油工廠。它們即使在超過650°C的長時間暴露后仍能保持大部分強(qiáng)度,因此特別適合這些苛刻的應(yīng)用。它們的多功能性源于以下事實(shí):它們將這種高強(qiáng)度與良好的低溫延展性和出色的表面穩(wěn)定性相結(jié)合。鎳基高溫合金是一種多組分復(fù)合合金,除鎳外,還包含不同數(shù)量的鉻,鉬,鎢,鈮,鋁,鈦,鉭,Re,H,鋯,硼和碳,以獲得所需的強(qiáng)度,抗氧化性,耐腐蝕。自1940年代初期[3-5]以來,高溫合金一直處于持續(xù)緊張的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。在1950年代,從鍛造到常規(guī)鑄造到定向凝固到單晶渦輪葉片的演變已使金屬允許溫度提高了250°C,而冷卻發(fā)展方面,渦輪機(jī)進(jìn)氣溫度幾乎翻了一番。最近的重要貢獻(xiàn)來自單晶葉片中合金晶粒的排列,這使得可以更緊密地控制材料的彈性。這些屬性進(jìn)而控制葉片的固有振動頻率。鎳基合金可以固溶或沉淀強(qiáng)化。固溶強(qiáng)化合金,例如Hastelloy X,用于僅要求中等強(qiáng)度的應(yīng)用。在最苛刻的應(yīng)用中,例如燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的高溫部分,需要沉淀強(qiáng)化合金。大多數(shù)鎳基合金包含10-20%的Cr,最多8%的Al和Ti,5-10%的Co和少量的B,Zr和C。其他常見的添加元素包括Mo,W,Ta,Hf和Nb。從廣義上講,鎳基高溫合金中的元素添加可歸類為:·γ形成劑(傾向于分配到γ矩陣的元素)。 ·γ'形成物(分解為γ'沉淀的元素)。 ·硬質(zhì)合金成型器。 ·分離到晶界的元素,例如B,C和Zr 。高溫合金在渦輪發(fā)動機(jī)中的廣泛使用以及渦輪發(fā)動機(jī)的熱力學(xué)效率隨渦輪進(jìn)口溫度的升高而增加的事實(shí)[1]。超級合金是一種金屬合金,經(jīng)過開發(fā)可以抵抗大多數(shù)高溫,通常在達(dá)到絕對熔化溫度的70%的情況下才可以。所有這些合金均具有出色的抗蠕變性,耐腐蝕和抗氧化性以及良好的表面穩(wěn)定性和疲勞壽命。主要合金元素是鎳,鈷或鎳鐵,它們可以在元素周期系統(tǒng)的第8組中找到。特別是在航空航天工業(yè)和核工業(yè)中發(fā)現(xiàn)了應(yīng)用領(lǐng)域。用于發(fā)動機(jī)和渦輪機(jī)。這些先進(jìn)合金的發(fā)展可以更好地利用在高溫下工作的發(fā)動機(jī),因?yàn)闇u輪進(jìn)氣溫度(TIT)取決于形成渦輪葉片的材料的溫度承受能力。鎳基高溫合金具有奧氏體面心立方,具有以下優(yōu)點(diǎn):·更好的機(jī)械性能·更高的模量·合金元素的更高溶解度·滑移面系統(tǒng)。