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incoloy825厂家为你介绍高温合金材料分类及特性

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incoloy825厂家为你介绍高温合金材料分类及特性

发布日期:2018-04-08作者:点击:

1.高温合金的分类
高温合金具有优良的热强性、热稳定性及抗热疲劳性能。高温合金的种类很多,一般是以铁、镍、钴为基,添加多重合金元素得到不同用途的高温合金。常用的添加元素有钴、铬、钨、钼、铌、钽、钛、铝、钒、铪、硼或锆等。
高温合金按基体元素、强化方法和生产工艺的不同而分成不同类型的高温合金。
1)按基体元素分类
按基体元素的不同,高温合金可分为以下几种。
(1)铁基高温合金(又称耐热钢)。它以铁为主要成分(>10%),多数以Fe-Ni-Cr故容易为基体,通过添加其他合金元素而形成。铁基高温合金含有大量的铁以稳定奥氏体基体。一般把含镍25%~60%及寒铁15%~60%的高温合金成为铁镍基高温合金,如GH1140,GH2132,GH2135,GH761,GH901,K214等(GH及K字后的第一个阿拉伯数字为分类号,1表示固溶强化铁基合金;2表示沉淀(时效)强化铁基合金;3表示固溶强化镍基合金;4表示沉淀强化镍基合金;5表示固溶强化钴基合金;6表示沉淀强化钴基合金;7表示固溶强化铬基合金;8表示沉淀强化铬基合金;其后的二位或三位数字为合金的编号)。
(2)镍基高温合金。它以镍为主要成分,含镍量大于45%,一般以Ni-Cr固溶体为基体,通过添加合金元素而形成。镍基高温合金有形变镍基高温合金及铸造镍基高温合金之分。属于这类的合金很多,如GH4033,GH4133,GH4037,GH4049,GH4169,GH220,GH738,K403,K405,K417,K417G,K419等。
(3)钴基高温合金。钴基高温合金可在700~1050℃高温下使用。它以钴为主要成分,其典型代表是K610,含钴量大于58%。由于钴的价格昂贵、资源短缺,所以国内外军很少使用,已有的牌号有K640、K644、GH188等。
另外,还有钼基高温合金、铌基高温合金、钛基高温合金等,但均未得到广泛应用。
2)按强化方法分类
高温合金按强化方法的不同可分为以下几种。
(1)固溶强化高温合金。固溶强化是高温合金的基本强化手段。这种合金采用的主要合金元素为Co、Cr、Mo、W、Nb、Ta等。我国研制成功了一系列用W、Mo、Nb等元素强化的镍基和铁基高温合金,如GH1016,GH3039,GH1140,GH3044等。
(2)沉淀强化(时效硬化)高温合金。这种合金采用的主要合金元素为Al、Ti、Ta、Hf(γ′、γ″)、C、Cr、W、Mo、V、Nb、Ta、Hf(碳化物)等。大多数合金以Ni3Al型γ′相为主要强化相,也有以Ni3Nb型γ″相为强化相的(如GH4169高温合金)。在钴基和少数铁基高温合金中(如GH2036),也有碳化物作为强化相的。第二相强化在高温合金中起着非常重要的作用,如GH2302,GH4049,K214,K401等。
(3)弥散强化高温合金。他们一般都以Y2O3、ThO2、HfO2及ZrO2等氧化物作为第二相弥散指点并高度分散在合金计提中,以达到强化的目的,如MGH754、MA6000E等。
3)按生产工艺分类
高温合金按生产方法的不同分为以下几种。
(1)变形高温合金。这类高温合金包括马氏体时效合金,固溶强化奥氏体合金及沉淀硬化奥氏体合金等。它们是通过固溶强化、沉淀硬化及强化晶界等方法获得高温性能的,常见的变形高温合金有GH1015、GH2036、GH3128、GH4133等。
(2)铸造高温合金。当合金成分和组织复杂、塑性不高,不能经受变形时,可采用精密的铸造方法使其成型。该类合金有铁、镍、钴基合金,如K211、K417、K640等。
(3)定向凝固高温和。在真空感应炉中熔炼合金,在定向凝固炉中重熔,浇筑成定向凝固铸件,如DZ3、DZ22、DZ4、DZ38G、DZ202等。
(4)单晶高温合金。该类合金是在真空熔炼炉中熔炼母合金,在真空感应炉中重熔,采用熔模精密铸造法和定向凝固引晶法制造而成,如DD3、DD8。
(5)粉末高温合金,高磊合金是将合金职称粉末,经热等静压成形,再经锻造而成的,如FG02-01(FGH95)。这种高温合金是γ′相沉淀强化镍基高温合金,γ′相含量约为50%(体积),组织均匀,晶粒细小,屈服强度高,抗疲劳性能好。
2.高温合金的材料特性
我国部分常用高温合金的物理、力学性能如表2-3:
与磨削加工有关的高温合金的材料特性如下所示。
(1)高温合金的基体是Ni-Cr、Fe-Ni-Cr或Co-Cr-Ni奥氏体,含有许多高熔点合金元素,如Fe、Cr、Co、Ni、V、Mo、W、Nb、Ta等。合金元素和基体之间合金元素之间的相互作用十分复杂。由于固溶强化,共格相沉淀强化,碳化物强化及晶界控制等的联合作用,形成了之谜的奥氏体合金诅咒,从而大大改善了高温合金的力学性能,使磨削时的塑性变形层度增大。