镍基铸造高温合金发表评论(0)编辑词条

镍基铸造高温合金(cast nickel-base superalloy)
以镍为主要成分的铸造高温合金。随着使用温度和强度的提高，高温合金合金化(见高温合金强化)程度越来越高，热加工成形越来越困难，必须采用铸造工艺进行生产。另外，采用冷却技术的空心叶片的内部复杂型腔，只能采用精密铸造工艺才能生产。这样，镍基变形高温合金就转变为镍基铸造高温合金。
添加元素 镍基铸造高温合金以γ相为基体，添加铝、钛、铌、钽等形成γ’相(见高温合金材料的金属间化合物相)进行强化，γ’相数量较多，有的合金高达60％；加入钴能提高γ’相的溶解温度，从而提高了合金的使用温度；钼、钨、铬具有强化固溶体的作用，铬、钼、钽还能形成一系列对晶界有强化作用的碳化物；铝和铬有助于抗氧化能力，但铬降低γ’相的溶解温度和高温强度，因此应使铬含量低些；加铪改善合金的中温塑性和强度；为了强化晶界，添加适量硼、锆等元素。工业燃气轮机使用的燃料中含硫、钒较高，长期工作时对合金产生严重的热腐蚀。如果燃气轮机使用在舰船上，海洋气氛中的钠盐会加速硫化腐蚀。因此，采取适当提高铬含量和钛、铝的比例以及难熔金属元素的含量，研制出了一系列既能保持高蠕变强度又能增进耐热腐蚀抗力的合金，如美国的IN738、IN792、Rene’80、MarM432和中国的K4537等。表中列出了一些国家典型的镍基铸造高温合金。
应用 镍基铸造高温合金用于飞机、船舶、工业和车辆用燃气轮机的最关键的高温部件，如涡轮叶片、导向叶片和整体涡轮等。
缺点及克服方法 镍基铸造高温合金也存在一些缺点，如疲劳性能稍差、塑性较低、组织稳定性有所下降；由于存在疏松，性能波动较大。为了减轻这些缺点，1968年美国首先研制了高硼低碳镍基铸造高温合金。在镍基铸造高温合金其他元素不变的情况下，仅将硼含量提高10～20倍，碳含量下降到0．01％～0．03％，而使合金的强度和塑性提高、疏松减少，提高了组织长期稳定性等。这类合金已在美国获得实际应用。