介绍镍基高温合金 目录 4 强化热处理 3 性能 2 组织结构 1 发展背景 5 发展前景 1 发展背景 随着航空航天工业的不断发展，高温合金的开发和研究越来越受到重视 我国高温合金发展的三个阶段 一 第一阶段 , 从1956 年至20 世纪70 年代初 第二阶段 , 从 20世纪70 年代中至 90年代中期 第三阶段 ,从20 世纪 90年代中至今 我国高温合金的创业和起步阶段 在苏联专家的指导下，提取了第一炉高温合金 , 开启了中国研发生产的序幕 我国高温合金改进阶段 一些仿欧美型号的航空发动机正在试生产和生产 , 引进了欧美系统的一系列合金 在我国高温合金的新发展阶段，发布了一批应用和开发 开发生产了一系列高性能新技术 高档次的高 温合金 王会阳、安云岐、赵兵、倪雅、李萍.镍基高温合金材料的研究进展.2011年材料导报，25:482-486 2 组织结构 镍基高温合金以镍为基体（ 含量一般大于50% ） 、 在650～1000℃强度高，抗氧化性好， 耐燃气腐蚀的高温合金 镍基高温合金相的组成 二 镍基高温合金的铸态组织由基体组成γ相，主要强化相，γ ’(Ni3A1)及枝晶间γ／γ 由共晶相和碳化物(硼化物)组成。 （1） γ 基体：通常含有更多的固溶元素(CoCrMoW)镍基奥氏体相，面心立方结构的连续分布。 （1） γ 基体：通常含有更多的固溶元素(CoCrMoW)镍基奥氏体相，面心立方结构的连续分布。 （2）γ 相是一种以Ni3Al以金属间化合物为基体，与基体一样是面心立方结构，两相点阵常数差异很小， γ ’相总是在γ基体上共格沉淀。 γ 相是镍基高温合金中最重要的强化相。 （3）γ／γ共晶相：对Al、Ti铸造高温合金含量高，会产生原因γ和γ共晶产生。 (4)碳化物相高温合金中可能出现的碳化物类型有MC、M6C和M23C6.碳化物在镍基高温合金的强化中起着重要作用。 合金微观形貌 郭建亭.高温合金材料学(上册).2008年科学出版社 相的形貌 二 γ 相晶体结构 冷却后产生γ 和γ 相微组织形态 碳化物沉淀形式 铸造高温合金冷却后产生共晶微组织形状 郭建亭.高温合金材料学(上册).2008年科学出版社 合金元素 二 镍基高温合金通常含有十多种合金元素，分类如下： 形成基体的元素：Ni，Co，Cr，Mo，W，Nb，Ta，Ti，AI，C，B，Zr 形成γ 相的元素：Nb，Ta，Ti，Al 晶界强化元素：C，B，zr 形成碳化物的元素：Cr， 形成稳定氧化膜的元素：MO，W，Nb，Ta，Ti,Cr，Al 合金元素的作用 二 1.镍 镍是基体元素，FCC结构，从室温到高温素异构。 3.铬 大约十分之一的铬含量会进入γ‘相，形成少量碳化物，其余大部分溶解γ固溶体。 3.铬 大约十分之一的铬含量会进入γ‘相，形成少量碳化物，其余大部分溶解γ固溶体。 2.钴 钴密排六方（HCP）同素异构从室温变为高温HCP结构转变γFCC结构。 3.钨和钼 钨溶解于γ基体和γ钼主要溶解在各占一半γ基体中 镍含量对镍基合金持久寿命的影响 钴含量对合金蠕变率和蠕变断裂寿命的影响 钼含量对合金屈服强度的影响 铬含量对合金氧化率的影响 3 性能 镍基高温合金一般为600℃在承受一定应力的条件下工作，不仅具有良好的高温抗氧化性和耐腐蚀性，它具有高温强度、蠕变强度和持久强度，以及良好的抗疲劳性 镍基高温合金的特殊性能 三 镍基合金因其最佳的抗高温蠕变能力，广泛应用于各种高温环境中。 镍基合金在室温下具有较高的拉伸强度， 并且具有良好的延展性，这一趋势可以保持至高达850℃ 高温下高温合金的疲劳寿命主要受温度、应变持续时间和负载波形参数的影响 镍基合金还原腐蚀环境强，混合酸环境复杂，含卤素离子的溶液耐腐蚀性好。 高温强度 耐腐蚀性 蠕变强度 疲劳性能 具体体现性能 三 不同合金的抗蠕变性能比较图 镍基高温合金的性能曲线 具体体现性能 三 K 445合金的最高循环温度为850℃ 热循环200次后的热疲劳裂纹形状 不同合金在HCl耐腐蚀数据 4 热处理 镍基高温合金的强化可分为固溶强化， 晶界强化，二相强化 强化原理 四 晶界强化 晶体结构不规则，原子排列混乱，晶体缺陷多种多样。由于晶界不参与变形，可防止晶内滑动，因此在室温快速变形下，有利于合金的强化。由于晶界不参与变形，可防止晶内滑动，因此在室温快速变形下，有利于合金的强化。 第二相强化 (1)弹性应力场的作用 (2)位错切割第二相质点 (3)位错第二相质点的位置Orowan机制 (4)在高温蠕变条件下，位错可通过交滑或攀爬穿过第二相。 固溶强化 在奥氏体基体中固溶合金元素，实现强化