用于精密彈簧件Ni-Span-C 902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(chǎn)出鎳基合金Nimonic 75(Ni-20Cr-0.4Ti)；為了提高蠕變強(qiáng)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(lián)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(fā)展包括兩個(gè)方面：合金成分的改進(jìn)和生產(chǎn)工藝的革新。50年代初，真空熔煉技術(shù)的發(fā)展，為煉制含高鋁和鈦的鎳基合金創(chuàng)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(qiáng)度，但是合金的強(qiáng)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(fā)展出一系列具有良好高溫強(qiáng)度的鑄造合金。60年代中期發(fā)展出性能更好的定向結(jié)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(yè)燃?xì)廨啓C(jī)的需要，60年代以來還發(fā)展出一批抗熱腐蝕性能較好、組織穩(wěn)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(shí)間內(nèi)，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(dá)1320℃。例如GH128合金，室溫拉伸強(qiáng)度為850MPa、屈服強(qiáng)度為350MPa；1000℃拉伸強(qiáng)度為140MPa、延伸率為85%,1000℃、30MPa應(yīng)力的持久壽命為200小時(shí)、延伸率40%。固溶合金一般用于制作航空、航天發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室、機(jī)匣等部件。

2、時(shí)效強(qiáng)化型合金

使用溫度為-253～950℃，一般用于制作航空、航天發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪盤與葉片等結(jié)構(gòu)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(qiáng)度和抗疲勞性能。例如：GH4169合金，在650℃的最高屈服強(qiáng)度達(dá)1000MPa；制作葉片的合金溫度可達(dá)950℃，例如：GH220合金，950℃的拉伸強(qiáng)度為490MPa，940℃、200MPa的持久壽命大于40小時(shí)。

沉淀強(qiáng)化型高溫合金，它是為了克服常規(guī)熔煉工藝的缺點(diǎn)，提高高溫合金的綜合性能，并為提高合金利用率而發(fā)展起來的。這種高溫合金采用預(yù)合金化粉末，每個(gè)粉末顆粒實(shí)際上就是一個(gè)“顯微鋼錠”，合金偏析只能在粉末顆粒的細(xì)小范圍內(nèi)發(fā)生。因此，與相同成分的鑄造合金相比，沉淀強(qiáng)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(fù)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(yōu)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(tài)不可壓縮性，合金在整個(gè)高溫合金制造過程中都必須始終在真空或惰性氣體保護(hù)之下，而且必須采用熱態(tài)成形工藝。為了適應(yīng)高溫合金的發(fā)展，一系列先進(jìn)的高溫合金技術(shù)，如真空或惰性氣體霧化法、真空旋轉(zhuǎn)電極法、真空電子束旋轉(zhuǎn)電極法等制粉技術(shù)，以及熱等靜壓、熱擠壓、超塑性等溫鍛造等成形工藝得到發(fā)展。應(yīng)用新發(fā)展的一種快速凝固技術(shù)，可使粉末冷卻速度達(dá)100萬度／秒,其初熔溫度又比一般粉末進(jìn)一步提高，因而更有利于提高高溫強(qiáng)度。

高溫合金冶金新技術(shù)的發(fā)展不但使一些高溫合金擴(kuò)大了用途，如把原來只能用作燃?xì)廨啓C(jī)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(qiáng)度和工作溫度，而且還發(fā)展了一些高溫合金新品種，特別是用機(jī)械合金化生產(chǎn)的彌散強(qiáng)化、沉淀強(qiáng)化和固溶強(qiáng)化相結(jié)合的高溫合金，如MA754、MA6000等。由于綜合利用了3種強(qiáng)化效應(yīng)，合金的強(qiáng)度更加提高，適用溫度范圍更廣，進(jìn)一步擴(kuò)大了高溫合金的使用領(lǐng)域。

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