美國Incoloy 800高溫合金

鎳基高溫合金(以下簡稱鎳基合金)是30年代后期開始研制的。英國于1941年首先生產出鎳基合金Nimonic 75(Ni-20Cr-0.4Ti)；為了提高蠕變強度又添加鋁，研制出Nimonic 80(Ni-20Cr-2.5Ti-1.3Al)。美國于40年代中期，蘇聯于40年代后期，中國于50年代中期也研制出鎳基合金。鎳基合金的發展包括兩個方面：合金成分的改進和生產工藝的革新。50年代初，真空熔煉技術的發展，為煉制含高鋁和鈦的鎳基合金創造了條件。初期的鎳基合金大都是變形合金。50年代后期，由于渦輪葉片工作溫度的提高，要求合金有更高的高溫強度，但是合金的強度高了，就難以變形，甚至不能變形，于是采用熔模精密鑄造工藝，發展出一系列具有良好高溫強度的鑄造合金。60年代中期發展出性能更好的定向結晶和單晶高溫合金以及粉末冶金高溫合金。為了滿足艦船和工業燃氣輪機的需要，60年代以來還發展出一批抗熱腐蝕性能較好、組織穩定的高鉻鎳基合金。在從40年代初到70年代末大約40年的時間內，鎳基合金的工作溫度從700℃提高到1100℃，平均每年提高10℃左右使用溫度范圍為900～1300℃，最高抗氧化溫度達1320℃。例如GH128合金，室溫拉伸強度為850MPa、屈服強度為350MPa；1000℃拉伸強度為140MPa、延伸率為85%,1000℃、30MPa應力的持久壽命為200小時、延伸率40%。固溶合金一般用于制作航空、航天發動機燃燒室、機匣等部件。

2、時效強化型合金

使用溫度為-253～950℃，一般用于制作航空、航天發動機的渦輪盤與葉片等結構件。制作渦輪盤的合金工作溫度為-253～700℃,要求具有良好的高低溫強度和抗疲勞性能。例如：GH4169合金，在650℃的最高屈服強度達1000MPa；制作葉片的合金溫度可達950℃，例如：GH220合金，950℃的拉伸強度為490MPa，940℃、200MPa的持久壽命大于40小時。

沉淀強化型高溫合金，它是為了克服常規熔煉工藝的缺點，提高高溫合金的綜合性能，并為提高合金利用率而發展起來的。這種高溫合金采用預合金化粉末，每個粉末顆粒實際上就是一個“顯微鋼錠”，合金偏析只能在粉末顆粒的細小范圍內發生。因此，與相同成分的鑄造合金相比，沉淀強化型高溫合金的成分偏析小，初熔溫度高，有害相析出的傾向小，提高了合金的綜合性能；并且能使本來難于變形的合金成型，減少了切削加工量，提高了合金的利用率。特別是隨著高溫合金成分日趨復雜、零件尺寸不斷增大，這種粉末冶金高溫合金顯示出更大的優越性。

高溫合金通常含有活潑元素，并且由于粉末顆粒的冷態不可壓縮性，合金在整個高溫合金制造過程中都必須始終在真空或惰性氣體保護之下，而且必須采用熱態成形工藝。為了適應高溫合金的發展，一系列先進的高溫合金技術，如真空或惰性氣體霧化法、真空旋轉電極法、真空電子束旋轉電極法等制粉技術，以及熱等靜壓、熱擠壓、超塑性等溫鍛造等成形工藝得到發展。應用新發展的一種快速凝固技術，可使粉末冷卻速度達100萬度／秒,其初熔溫度又比一般粉末進一步提高，因而更有利于提高高溫強度。

高溫合金冶金新技術的發展不但使一些高溫合金擴大了用途，如把原來只能用作燃氣輪機葉片的IN-100這種高度合金化的鑄造高溫合金成功地用粉末冶金法制成渦輪盤，從而大大提高了渦輪盤的高溫強度和工作溫度，而且還發展了一些高溫合金新品種，特別是用機械合金化生產的彌散強化、沉淀強化和固溶強化相結合的高溫合金，如MA754、MA6000等。由于綜合利用了3種強化效應，合金的強度更加提高，適用溫度范圍更廣，進一步擴大了高溫合金的使用領域。

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