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鎳基變形高溫合金(wrought nickel-base superalloy) 以鎳為主要基體成分的變形高溫合金。它可采用常規(guī)的鍛、軋和擠壓等冷、熱變形手段加工成材。鎳基變形高溫合金在整個(gè)高溫合金材料領(lǐng)域中占有特殊重要的地位，廣泛地用來制造航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、各種工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)的熱端部件，如工作葉片、導(dǎo)向葉片和燃燒室等。按強(qiáng)化方式可分為固溶強(qiáng)化鎳基變形高溫合金，弱時(shí)效強(qiáng)化鎳基變形高溫合金和強(qiáng)時(shí)效強(qiáng)化鎳基變形高溫合金3類。成分特點(diǎn) 鉻在鎳基變形高溫合金中的主要作用是增加耐蝕能力。20世紀(jì)40～50年代發(fā)展的鎳基變形高溫合金中鉻含量高達(dá)18％～20％，在60年代，為了提高高溫強(qiáng)度，將鉻含量降低到8％～12％。過度降鉻有損抗yang化、耐蝕能力。固溶強(qiáng)化鎳基變形高溫合金中加入較多的鎢、鉬、鉆等元素。弱時(shí)效強(qiáng)化鎳基變形高溫合金可添加一定量的鋁、鈦、鈮等時(shí)效強(qiáng)化元素。在強(qiáng)時(shí)效強(qiáng)化鎳基變形高溫合金中則可以加入多量的鋁、鈦、鈮元素，但其總量不能超過7．5％。也加入硼、鈰、鎂等晶界強(qiáng)化元素。組織特點(diǎn) 鎳基變形高溫合金中主要的強(qiáng)化相是γ’(Ni3Al)相，(見高溫合金材料的金屬問化合物相)，含量達(dá)20％～55％左右。另一類強(qiáng)化相是。γ’,(Ni3Nb)相(見高溫合金材料的金屬問化合物相)，在700℃以下對(duì)強(qiáng)度的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)大于γ’相，特別顯著地提高屈服強(qiáng)度。加工方法 鎳基變形高溫合金塑性較低，變形抗力大，特別是含γ’相很高的強(qiáng)時(shí)效強(qiáng)化鎳基變形高溫合金，使用普通的熱加工手段變形有一定困難，往往需采取一些特殊的加工工藝，如鋼錠直接軋制、鋼錠包套直接軋制和包套鐓餅等新工藝。也采用加鎂合金化和彎曲晶界熱處理工藝來提高塑性。
各成分元素的功用： 1.碳、硅、錳、硫、磷是生鐵及碳素鋼中的主要雜質(zhì)元素，俗稱為“五大元素“。因?yàn)樗鼈儗?duì)鋼鐵的性能影響很大，一般分析都要求測(cè)定它們。 2.鉻（Cr）：在結(jié)構(gòu)鋼和中，鉻能顯著提高強(qiáng)度、硬度和耐磨性，但同時(shí)降低塑性和韌性。鉻又能提高鋼的耐腐蝕性，因而是不銹鋼，耐熱鋼的重要合金元素。 3.(Ni)：鎳能提高鋼的強(qiáng)度，而又保持良好的塑性和韌性。鎳對(duì)酸堿有較高的耐腐蝕能力，在高溫下有防銹和耐熱能力。但由于鎳是較稀缺的資源，故應(yīng)盡量采用其他合金元素代用鎳鉻鋼。 4.鉬(Mo)：鉬能使鋼的晶粒細(xì)化，提高淬透性和熱強(qiáng)性能，在高溫時(shí)保持足夠的強(qiáng)度和抗蠕變能力(長(zhǎng)期在高溫下受到應(yīng)力，發(fā)生變形，稱蠕變)。結(jié)構(gòu)鋼中加入鉬，能提高機(jī)械性能。 還可以抑制合金鋼由于火而引起的脆性。在工具鋼中可提高紅性。 5.鈦(Ti)：鈦是鋼中強(qiáng)脫氧劑。它能使鋼的內(nèi)部組織致密，細(xì)化晶粒力；降低時(shí)效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在鉻18鎳9奧氏體不銹鋼中加入適當(dāng)?shù)拟?，可避免晶間腐蝕。 6.釩(V)：釩是鋼的優(yōu)良脫氧劑。鋼中加0.5%的釩可細(xì)化組織晶粒，提高強(qiáng)度和韌性。釩與碳形成的碳化物，在高溫高壓下可提高抗氫腐蝕能力。 7.鎢(W)：鎢熔點(diǎn)高，比重大，是貴生的合金元素。鎢與碳形成碳化鎢有很高的硬度和耐磨性。在工具鋼加鎢，可顯著提高紅硬性和熱強(qiáng)性，作切削工具及鍛模具用。 8.鈮(Nb)：鈮能細(xì)化晶粒和降低鋼的過熱敏感性及回火脆性，提高強(qiáng)度，但塑性和韌性有所下降。在普通低合金鋼中加鈮，可提高抗大氣腐蝕及高溫下抗氫、氮、氨腐蝕能力。鈮可改善焊接性能。在奧氏體不銹鋼中加鈮，可防止晶間腐蝕現(xiàn)象。 9.(Co)：鈷是稀有的貴重，多用于特殊鋼和合金中，如熱強(qiáng)鋼和磁性材料。 10.(Cu)：武鋼用大冶礦石所煉的鋼，往往含有銅。銅能提高強(qiáng)度和韌性，特別是大氣腐蝕性能。缺點(diǎn)是在熱加工時(shí)容易產(chǎn)生熱脆，銅含量超過0.5%塑性顯著降低。當(dāng)銅含量小于0.50%對(duì)焊接性無(wú)影響。 12.(Al)：鋁是鋼中常用的脫氧劑。鋼中加入少量的鋁，可細(xì)化晶粒，提高沖擊韌性，如作深沖薄板的08Al鋼。鋁還具有抗腐蝕性能，鋁與鉻、硅合用，可顯著提高鋼的高溫不起皮性能和耐高溫腐蝕的能力。鋁的缺點(diǎn)是影響鋼的熱加工性能、焊接性能和切削加工性能。 13.硼(B)：鋼中加入量的硼就可改善鋼的致密性和熱軋性能，提高強(qiáng)度。 14.氮(N):氮能提高鋼的強(qiáng)度，低溫韌性和焊接性，增加時(shí)效敏感性。
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