文档介绍：高温合金高温合金及其发展概况高温合金是指以铁、钴、镍为基体,能在 600 ℃以上温度,一定应力条件下适应不同环境短时或长时使用的金属材料。具有较高的高温强度、塑性,良好的抗氧化、抗热腐蚀性能,良好的热疲劳性能,断裂韧性,良好的组织稳定性和使用可靠性。高温合金为单一奥氏体组织,在各种温度下具有良好的组织稳定性和使用的可靠性,基于上述性能特点,且高温合金的合金化程度很高,故在英美称之为超合金( Superalloy )。高温合金于 20世纪 40年代问世,最初就是为满足喷气发动机对材料的耐高温和高强度要求而研制的,高温合金的发展与航空发动机的进步密切相关,193 9 年英国 Mond 镍公司首先研究出 Nimonic75 ,随后又研究出 Nimonic80 合金,并在1942 年成功用作涡轮气发动机的叶片材料,此后该公司又在合金中加入硼、锆、钴、钼等合金元素,相继开发成功 Nimonic80A 、Nimonic90 等合金,形成 Nimonic 合金系列。如今先进航空发动机中高温合金用量已超过 50% 。此外,在航天、核工程、能源动力、交通运输、石油化工、冶金等领域得到广泛的应用。高温合金在满足不同使用条件中得到发展,形成各种系列的合金,除传统的高温合金外,还开发出一批高温耐磨、高温耐蚀的合金。高温合金是航空发动机、火箭发动机、燃气轮机等高温热端部件的不可代替的材料,由于其用途的重要性,对材料的质量控制与检测非常严格。高温合金的基本用途仍旧是飞行器的燃气轮发动机的高温部分,它要占先进的发动机重量的 50%以上。然而,这些材料在高温下极好的性能已使其用途远远超出了这一行业。除了航空部件之外,规定将这些合金用于舰船、工业、陆地发电站以及汽车用途的涡轮发动机上。具体的发动机部件包括涡轮盘、叶片、压缩机轮、轴、燃烧室、后燃烧部件以及发动机螺栓。除了燃气发动机行业之外,高温合金还被选择用于火箭发动机、宇宙、石油化工、能源生产、内燃烧发动机、金属成形(热加工工模具)、热处理设备、核电反应堆和煤转换装置。 1956 年我国正式开始研究高温合金,第一种高温合金是 GH3030 ,用作 WP- 5 火焰筒。上个世纪 60年代先后研制成功 GH4037 、K417 等。至 70年代初,我国高温合金的生产研究已经初具规模,在这一阶段,主要是仿制、发展苏联高温合金及其工艺,质量达到了相当水平。 70年代后,我国开始引进和试制了一批欧美体系的高温合金,研究生产了一批新型镍基合金,如GH4133 、GH4133B 、K40 5 等。几十年来,我国已经研究生产了 100 多种高温合金,形成了较为完备的研究生产体系,同时发展了一系列具有特色的工艺技术,为我国航空事业提供了有力的保障。高温合金的发展主要经历了几个阶段:二十世纪 40年代以前提出概念, 40-50 年代实现在喷气发动机的应用,50-60 年代在真空熔炼技术取得重大进展, 60-70 年代集中在合金化方面,70年代后主要在工艺研究方面,定向凝固、单晶合金、粉末冶金、机械合金化和陶瓷过滤等新工艺成为高温合金发展的主要动力, 其中定向凝固工艺制备的单晶合金尤为重要,在航空发动机涡轮叶片中应用尤为广泛。二十世纪 80年代以来,国内外广泛开展数值模拟研究,取得了重要进展, 并在此基础上开展了显微组织及冶金缺陷预