變形合金和部分鑄造合金需進(jìn)行熱處理，包括固溶處理、中間處理和時(shí)效處理，以Udmet 500合金為例，它的熱處理制度分為四段：固溶處理，1175℃，2小時(shí)，空冷；中間處理，1080℃，4小時(shí)，空冷；一次時(shí)效處理，843℃，24小時(shí)，空冷；二次時(shí)效處理，760℃，16小時(shí)，空冷。以獲得所要求的組織狀態(tài)和良好的綜合性能。
渦 是航空發(fā)動(dòng)機(jī)上一個(gè)十分重要的關(guān)鍵零件。渦 工作溫度雖然比葉片低，但工作環(huán)境異常復(fù)雜，且在輪心、輪緣、榫齒、槽底和腹板等各部位所受應(yīng)力、溫度、介質(zhì)作用程度都不同。因此，對(duì)渦 材料性能提出如下典型要求：高的屈服強(qiáng)度；足夠的塑性儲(chǔ)備；足夠的蠕變、持久強(qiáng)度和塑性；高的疲勞強(qiáng)度和低周疲勞性能；良好的耐腐蝕性、組織穩(wěn)定性與可加工性。一句話，材料的綜合性能要好。
渦 用材料大部分是沉淀強(qiáng)化的鐵基或鎳基變形高溫合金，一些盤件開始采用粉末高溫合金制備，但是從制備工序、成本等角度考慮，粉末高溫合金渦 無法替代變形高溫合金渦 。 [1]
航空發(fā)動(dòng)機(jī)用的機(jī)匣、轉(zhuǎn)子封嚴(yán)環(huán)和蜂窩環(huán)零件國(guó)內(nèi)外較多地采用低膨脹高溫合金制備。低膨脹合金是發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)間隙控制技術(shù)，減少燃?xì)鈸p失和提高熱效率不可替代的功能結(jié)構(gòu)材料。低膨脹高溫合金的特點(diǎn)是綜合性能好、強(qiáng)度較高、膨脹系數(shù)低、彈性模量幾乎恒定，在約380℃(居里點(diǎn))以下至室溫，合金熱膨脹系數(shù)幾乎為常量。因此，采用低膨脹高溫合金制備的壓氣機(jī)匣在飛機(jī)巡航飛行時(shí)，有利于間隙的封嚴(yán)，提高壓氣效率，加大推力。我國(guó)研制的低膨脹高溫合金主要有GH2907、GH2909、GH4783等。我國(guó)新研制的GH4783是一種抗氧化新型低膨脹高溫合金，膨脹系數(shù)比GH4169合金低20%，密度比GH4169低20%，只有7.789/cm3，工作溫度可達(dá)750℃。對(duì)應(yīng)的美國(guó)牌號(hào)的Inconel783合金已被用作F-22戰(zhàn)斗機(jī)用發(fā)動(dòng)機(jī)F119-PW的各種環(huán)形件。
我國(guó)應(yīng)用的板材變形合金主要有20多個(gè)牌號(hào)。它們的共同特點(diǎn)是塑性好，具有中等強(qiáng)度，焊接性能優(yōu)異，還有較好的抗氧化和抗腐蝕性能。主要用于制作發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力裝置的燃燒室、加力燃燒室、飛機(jī)機(jī)尾罩、導(dǎo)流罩、襯筒和軍用衛(wèi)星毛細(xì)管等。航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室零件大多采用固溶強(qiáng)化合金制造。近期，發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)中為了減輕結(jié)構(gòu)重量，采用時(shí)效強(qiáng)化的板材合金來制造燃燒室零件，取得了良好效果。采用時(shí)效強(qiáng)化的變形高溫合金制造加力燃燒室殼體，可大幅度減輕發(fā)動(dòng)機(jī)重量，但其成形和焊接比固溶強(qiáng)化合金要困難。
此外，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中，變形高溫合金還用于制備渦輪軸、渦輪葉片等。隨著先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)推重比的進(jìn)一步提高，燃燒室入口溫度和出口溫度大幅提高，必須采用耐更高溫度的新合金材料。需求牽引。因此，變形高溫合金必須加大研究力度，進(jìn)一步提高性能，滿足我國(guó)先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研制需要。 [1]
發(fā)展前景編輯
變形高溫合金不但是我國(guó)生產(chǎn)和研制新型航空發(fā)動(dòng)機(jī)需要的重要材料，而且在艦船制造、工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)、航天飛行器、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、核反應(yīng)堆和化學(xué)工業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，是一種十分重要的高溫材料。當(dāng)前，變形高溫合金總體上向承溫更高、精密成形和低成本方向發(fā)展。通過不斷挖掘合金潛力，采用新技術(shù)、新工藝，可大幅提高變形高溫合金材料的質(zhì)量和性能，滿足我國(guó)先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的需求。須加大研究力度，進(jìn)一步提高性能，滿足我國(guó)先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研制需要。 [2]
美國(guó)高溫合金:
405 406 409 430 434 439 18SR 18Cr-2Mo 446 E-Brite26-1 26-1Ti 29Cr-4Mo 403 410 416 422 H-46 MolyAscoloy GreekAscoloy JetheteM-152 Almar363 431 Custom450 Custom455 15-5PH 17-4PH PH13-8Mo AM-350 S40500 S40900 S43000 S43400 S43927 S44600 S44627 S40300 S41000 S41600 S42200 S43100 S15500 S17400 S13800 S35000 AM-355 17-7PH PH15-7Mo 304 304L 304N 309 310 316 316L 316N 317 321 347 19-9DL 17-14-CuMo 202 216 21-6-9 Nitronic32 Nitronic33 Nitronic60 Carpenter18-18Plus S35500 S17700 S15700 S30400 S30403 S30451 S30900 S31000 S31600 S31603 S31651 S31700 S32100 S34700 K63198 K63199 S20200 S21600 S21900 16-25-6 17-14CuMo 19-9DL Carpenter20Cb-3 Incoloy800 Incoloy801 Incoloy802 N-155 RA330 Haynes25(L-605) Haynes188 S-816 Stellite6B UMCo-50 HastelloyB HastelloyB-2 HastelloyC HastelloyC-4 HastelloyC-276 HastelloyN HastelloyS HastelloyW HastelloyX Incone1600 Incone1601 Incone1604 Incone1617 Incone1625 NA-224 Nimonie75 RA-333 A-286 Discaloy Haynes556 Incoloy903 PyrometCTX-1 K63198 N08020 N0800 N08801 R30155 N08330 R30605 R30188 R30816 N10001 N10065 N10002 N06455 N10276 N10003 N10004 N06002 N06600 N06601 N06625 N06333 K66286 K66220 V-57 W-545 AR-213 MP-35N MP-159 Astroloy D-979 IN100 IN102 Incoloy901 Incoloy1706 Incoloy1718 Incoloy1751 IncoloyIX750 M252 Nimonic80A Nimonic90 Nimonic95 Nimonic100 Nimonic105 Nimonic115 Nimonic263 Pyromet860 Refractory26 Rene4L Rene95 Rene100 Udimet500 Udimet520 Udimet630 Udimet700 Udimet710 UnitempAF2-1DA Waspaloy K66545 R30035 N09979 K66979 N13100 N06102 N09901 N09706 N07718 N07750 N07252 N07080 N07090 N07041 N07500 N07001 HA HC HD HE HF HH HI HK HLHN HP HP-50WZ HT HU HW HX J92605 J93005 J93403 J92603 J93503 J94003 J94224 J94604 J94213 J94605 A217 A297 A608 A567 A351 B-1900 HastelloyX IN-100 IN-738X IN-792 Inconel713C Inconel713LC Inconel718 InconelX-750 M-252 MAR-M200 MAR-M246 MAR-M247 NX188(DS) Rene77 Rene80 Rene100 TRWNASIA Udimet500 Udimet700 Udimet710 Waspaloy WAZ-20(DS) AiResist13 AiResist213 AiResist215 Haynes21 Haynes25,L-605 Haynes151 J-1650 MAR-M302 MAR-M322 MAR-M509 MAR-M918 NASACo-W-Re S-816 V-36 WI-52 X-40
英國(guó)高溫合金:
N75 N80A N90 N105 N115 N118 N901 N263 NimonicPE11 NimonicPE16 NimonicPK33 EPK57 PE13 C130 C242 C1023 NimocastPE10 NimocastPD16 NimocastPD18 NimocastPK24 Stellite31 MM002 Haynes25
法國(guó)高溫合金:
ATVSMo ATVS2 ATVS7 ATVS7Mo ATGC1 ATGE ATGE2 ATGF ATGM2 ATGR ATGS3 ATGS4 ATGS8 ATGS9 ATGW0 ATGW1 ATGW2 ATGW3 ATGW4 ATGX ATGXX ATG33 ARC1628 ARC6015 NCRALZ NCRALC NCRALK25 KCN22W NW12KCATHf NC15K10DAT KC25NW 28NCD Z6NCT25 Z3NCT25-Z4CDT26 Z10NKC30 Z6NKCDT.38 NC19FeNb NC22FeD NC22FeD NC22FeDNb NC15TNbA KC20WN NK15CAT NC20T NC20TA NC20KTA NK27CADT NC13AD NCK20D NC20K14 NC20KDTA NK18CDAT NCK18TDA Z12CNKDW20 Z42CKNDW20 Z6NCKDW45 ND27FeV NC17DWY NC15Fe 25NC3520 NC21FeDU KCN22W NW12KCATHf NC15K10DAT KC25NW Z8NCD
德國(guó)高溫合金:
NiMo16Cr NiCr22Mo NiCr21Fe18Mo NiCr20Mo15 NiMo16Cr16Ti S-NiMo16Cr16Ti S-NiMo15Cr15 S-NiCr21Fe18Mo S-NiMo27 S-NiMo29 NiMo28 NiCr22Mo6Cu NiCr22Mo7Cu S-NiCr16FeMn NiCr20Ti NiCr20TiAl NiCr20Co18Ti NiCo20Cr15MoAlTi NiCo15Cr15MoAlTi S-NiCr20 NiCr15Fe NiCr21Mo5Cu NiCo20Cr20MoTi S-NiCr20Mo9 S-NiCr28Mo S-NiCr27Mo S-NiCr29Mo S-NiCr19Mo15 NiCr30 NiCr20CuMo NiCr23Co12Mo NiCr23Co12Mo NiCr19NbMo NiCr15Fe7TiAl GNiCr50Nb NiCr16TiAl S-NiMo28 S-NiCr15FeTi S-NiCr15FeNb S-NiCr20Nb S-NiCr15FeMn S-NiCr20 NiMo30 NiCr20Mo15 G-NiCr50Nb NiCr15Fe NiMo16Cr15W S-NiCr20Mo15 G-X40NiCrSiNb3818 X15NiCrNb3221 NiCr23Fe G-X40NiCrSiNb3525 X40NiCrNb3525 G-X30CrNiSiNb2424 NiCr22Mo9Nb GX40NiCrSi3525 NiCr21Mo G-X10NiCrNb3220 NiCr3020 X10NiCr3220 X12NiCr3618 X12NiCrSi3616 G-X40NiCrSi3818 NiCr6015,NiFe20Cr15 G-X50CrNi3030 NiCr8020,NiCr20 NiCr10 X10NiCrAlTi3220 G-NiCr28W S-NiCr28W G-NiMo30 G-NiMo16Cr S-NiMo16Cr16W S-NiMo15Cr15W NiCr20Ti NiCr20TiAl NiFe25Cr20NbTi X7CrNiCo212020 G-X15CrNiCo212020 X40CrNiCoNb1313 CoCr20W15Ni CoCr20W15Ni GX7CrNiNb1613 NiCr20Co18Ti X12CrCoNi2120 NiCr19CoMo NiFeCr12Mo NiCr20Mo X40CoCrNi2020 X50CoCrNi2020 CoCr28MoNi X5NiCrTi2615 X8CrNiMoNb1616 NiCr20CbMo NiCr18Co CoCr20Ni20W 2.4602 2.4603 2.4605 2.4606 2.4607 2.4610 2.4611 2.4612 2.4613 2.4615 2.4616 2.4617 2.4618 2.4619 2.4620 2.4630 2.4631 2.4632 2.4634 2.4636 2.4639 2.4640 2.4641 2.4650 2.4651 2.4653 2.4654 2.4655 2.4656 2.4657 2.4658 2.4660 2.4662 2.4663 2.4665 2.4666 2.4668 2.4669 2.4670 2.4676 2.4680 2.4685 2.4686 2.4890 2.4802 2.4803 2.4805 2.4806 2.4807 2.4508 2.4810 2.4811 2.4813 2.4816 2.4819 2.4839 2.4849 2.4850 2.4851 2.4852 2.4853 2.4855 2.4856 2.4857 2.4858 2.4859 2.4860 2.4861 2.4863 2.4864 2.4865 2.4867 1.4868 2.4869 2.4870 1.4876 2.4879 2.4882 2.4883 2.4886 2.4887 2.4951 2.4952 1.4954 2.4955 1.4956 1.4957 1.4960 2.4964 2.4967 1.4968 2.4969 1.4971 2.4973 1.4974 2.4975 2.4976 1.4977 1.4978 1.4979 1.4980 1.4981 2.4982 2.4983 2.4989
日本高溫合金:
NCF600 NCF601 NCF750 NCF751 NCF800 NCF800H NCF825 NCF80A NCF1B NCF3 NCF2B
秉爭(zhēng)實(shí)業(yè)(澳門分公司)致力于高質(zhì)量的，高品質(zhì)，高標(biāo)準(zhǔn) 哈氏合金產(chǎn)品的生產(chǎn)，規(guī)格多樣，質(zhì)量可靠。公司深信，誠(chéng)信是公司經(jīng)營(yíng)的宗旨；信譽(yù)是公司尋求合作的準(zhǔn)則；科技進(jìn)步是公司發(fā)展的動(dòng)力；高品質(zhì)是 哈氏合金產(chǎn)品投入市場(chǎng)的切入點(diǎn)。明確方向，完善自我，使企業(yè)持續(xù)發(fā)展，是本公司的長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略。在全國(guó)各地設(shè)立了辦事處、及各級(jí)代理商，竭誠(chéng)歡迎各界人士蒞臨指導(dǎo)，攜手合作。
1：加熱 對(duì)于哈氏B-2合金來說，在加熱前和加熱過程中表面保持清潔并遠(yuǎn)離污染物是十分重要的。如果哈氏B-2合金在含有硫、磷、鉛或其他低熔點(diǎn)金屬污染物的環(huán)境下加熱，則會(huì)變脆，這些污染物的來源主要包括標(biāo)記筆痕跡、溫度指示漆、油脂和液體、煙氣。此煙氣必須含硫低；例如：天然氣和液化石油氣含硫量不超過0.1%，城市空氣含硫量不超過0.25g/m3,燃料油的含硫量不超過0.5%即為合格。 對(duì)加熱爐的氣體環(huán)境要求是中性環(huán)境或輕還原性環(huán)境，并且不可以在氧化性和還原性之間波動(dòng)。爐中的火焰不可以直接沖擊哈氏B-2合金。同時(shí)要以快的加熱速度把材料加熱到要求達(dá)到的溫度，即要求首先要把加熱爐的溫度上升到要求溫度，再把材料放入爐中加熱。
2：熱加工 哈氏B-2合金可以在900~1160℃范圍內(nèi)進(jìn)行熱加工，加工過后應(yīng)該以水淬火。為了確保有的耐蝕性能，熱加工過后應(yīng)該退火。
3：冷加工 冷加工的哈氏B-2合金必須經(jīng)過固溶處理，由于其具有比奧氏體不銹鋼高得多的加工硬化率，所以成形設(shè)備要細(xì)心考慮。如果執(zhí)行了冷成形工藝，那么有必要進(jìn)行級(jí)間退火。 冷加工變形量超過15%時(shí)，使用前要固溶處理。
4：熱處理 固溶熱處理溫度要控制在1060~1080℃之間，之后進(jìn)行水冷淬火或材料厚度在1.5mm以上時(shí)可以快速空冷以獲得的耐蝕性能。在任何加熱操作過程中，材料的表面清潔均要有預(yù)先的防范。哈氏合金材料或設(shè)備部件在進(jìn)行熱處理時(shí)要注意以下一些問題：為了防止設(shè)備部件熱處理變形，應(yīng)采用不銹鋼加強(qiáng)環(huán)；對(duì)裝爐溫度、加熱和冷卻時(shí)間應(yīng)嚴(yán)格控制；裝爐前，對(duì)熱處理件進(jìn)行預(yù)處理，防止產(chǎn)生熱裂紋；熱處理后，對(duì)熱處理件PT；在熱處理過程中如產(chǎn)生熱裂紋，經(jīng)過打磨后需補(bǔ)焊者，要采用專門的補(bǔ)焊工藝。
5：除垢 哈氏B-2合金表面的氧化物和焊縫附近的污點(diǎn)都要以精細(xì)的砂輪等打磨干凈。 由于哈氏B-2合金對(duì)氧化性介質(zhì)比較敏感，因此酸洗過程中會(huì)產(chǎn)生較多的含氮元素的氣體。
6：機(jī)加工 哈氏B-2合金要以退火狀態(tài)進(jìn)行機(jī)加工，對(duì)它的加工硬化要有清醒的認(rèn)識(shí)，例如：相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)奧氏體不銹鋼要采用較慢的表面切削速度，對(duì)于表面的硬化層要采用較大的進(jìn)刀量，并使刀具處于連續(xù)的工作狀態(tài)。
7：焊接 哈氏B-2合金焊縫金屬及熱影響區(qū)由于易析出β相而導(dǎo)致貧Mo，從而易于產(chǎn)生晶間腐蝕，因此，哈氏B-2合金的焊接工藝應(yīng)謹(jǐn)慎制定，嚴(yán)格控制。一般焊接工藝如下：焊材選用ERNi-Mo7；焊接方法GTAW；控制層間溫度不大于120℃；焊絲直徑φ2.4、φ3.2；焊接電流90~150A。同時(shí)，施焊前，焊絲、被焊接件坡口及相鄰部位應(yīng)進(jìn)行去污脫脂處理。 哈氏B-2合金熱傳導(dǎo)系數(shù)比鋼小得多，如選用單V型坡口，則坡口角度要在70°左右，采用較低的熱輸入量。 通過焊后熱處理可以殘余應(yīng)力并改善抗應(yīng)力腐蝕斷裂性能。
我國(guó)發(fā)展自主航空航天產(chǎn)業(yè)研制先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)，將帶來市場(chǎng)對(duì)高端和新型高溫合金的需求增加。
航空發(fā)動(dòng)機(jī)被稱為“工業(yè)之花”，是航空工業(yè)中技術(shù)含量、難度的部件之一。作為飛機(jī)動(dòng)力裝置的航空發(fā)動(dòng)機(jī)，特別重要的是金屬結(jié)構(gòu)材料要具備輕質(zhì)、高強(qiáng)、高韌、耐高溫、抗氧化、耐腐蝕等性能，這幾乎是結(jié)構(gòu)材料中的性能要求。
高溫合金是能夠在600℃以上及一定應(yīng)力條件下長(zhǎng)期工作的金屬材料。高溫合金是為了滿足現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)材料的苛刻要求而研制的，至今已成為航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件不可替代的一類關(guān)鍵材料。目前，在先進(jìn)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)中，高溫合金用量所占比例已高達(dá)50%以上。
在現(xiàn)代先進(jìn)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)中，高溫合金材料用量占發(fā)動(dòng)機(jī)總量的40%~60%。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上，高溫合金主要用于燃燒室、導(dǎo)向葉片、渦輪葉片和渦 四大熱段零部件；此外，還用于機(jī)匣、環(huán)件、加力燃燒室和尾噴口等部件。
2、能源領(lǐng)域
高溫合金在能源領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。煤電用高參數(shù)超超臨界發(fā)電鍋爐中，過熱器和再過熱器必須使用抗蠕變性能良好，在蒸汽側(cè)抗氧化性能和在煙氣側(cè)抗腐蝕性能優(yōu)異的高溫合金管材；在氣電用燃?xì)廨啓C(jī)中，渦輪葉片和導(dǎo)向葉片需要使用抗高溫腐蝕性能優(yōu)良和長(zhǎng)期組織穩(wěn)定的抗熱腐蝕高溫合金；在核電領(lǐng)域中，蒸汽發(fā)生器傳熱管必須選用抗溶液腐蝕性能良好的高溫合金；在煤的氣化和節(jié)能減排領(lǐng)域，廣泛采用抗高溫?zé)岣g和抗高溫磨蝕性能優(yōu)異的高溫合金；在石油和天然氣開采，特別是深井開采中，鉆具處于4-150 ℃的酸性環(huán)境中，加之CO2，H2S和泥沙等的存在，必須采用耐蝕耐磨高溫合金 [5] 。
我國(guó)上海電氣、東方電氣、哈爾濱汽輪機(jī)廠等大型發(fā)電設(shè)備制造集團(tuán)在生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)技術(shù)等方面近年來有了較大提高，拉動(dòng)了對(duì)發(fā)電設(shè)備用的渦 的需求。正在進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化研制的新一代發(fā)電裝備－大型地面燃機(jī)（也可作艦船動(dòng)力）取得了顯著進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)后將帶動(dòng)對(duì)高溫合金的需求。同時(shí)，核電設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化，也將拉動(dòng)對(duì)國(guó)產(chǎn)高溫合金的需求。
1、含錸單晶葉片的研究
在單晶的成分設(shè)計(jì)中，要兼顧合金性能和工藝性能，由于單晶中不存在晶界，并應(yīng)用在較為苛刻的環(huán)境下，所以引入了某些具有特殊作用的合金元素。隨著單晶合金的發(fā)展，合金的化學(xué)成分具有如下變化趨勢(shì)：引入Re元素，引入Ru、Ir等鉑族元素，增加難熔元素W、Mo、Re、Ta的含量；難熔元素的加入總量增加，C、B、Hf等元素從“完全去除”轉(zhuǎn)為“限量使用”；降低Cr含量從而允許加入更多其他的合金化元素而保持組織穩(wěn)定。
含錸單晶葉片大幅了其耐溫能力及蠕變強(qiáng)度。以PW公司的PWA1484、RR的CMSX-4，GE公司的Rene′N5為代表的第二代單晶合金與代單晶合金相比，通過加入3%的錸元素、適當(dāng)增大了鈷和鉬元素的含量，使其工作溫度提高了30℃，持久強(qiáng)度與抗氧化腐蝕能力達(dá)到很好的平衡。
含錸單晶葉片是未來航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片的趨勢(shì)。單晶葉片由于其耐溫能力、蠕變強(qiáng)度、熱疲勞強(qiáng)度、抗氧化性能和抗腐蝕特性較定向凝固柱晶合金有了顯著提高，從而很快得到了航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)界的普遍認(rèn)可，幾乎所有先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)都采用了單晶合金用作渦輪葉片 [6] 。
