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高溫合金材料領域中占有特殊重要的地位,廣泛地用來制造航空噴氣發動機、各種工業燃氣輪機的熱端部件,如工作葉片、導向葉片、渦輪盤和燃燒室等。按強化方式可分為固溶強化鎳基變形高溫合金,弱時效強化鎳基變形高溫合金和強時效強化鎳基變形高溫合金3類。
成分特點鉻在鎳基變形高溫合金中的主要作用是增加抗氧化及耐蝕能力。20世紀40~50年代發展的鎳基變形高溫合金中鉻含量高達18%~20%,在60年代,為了提高高溫強度,將鉻含量降低到8%~12%。過度降鉻有損抗氧化、耐蝕能力。固溶強化鎳基變形高溫合金中加入較多的鎢、鉬、鉆等元素。弱時效強化鎳基變形高溫合金可添加一定量的鋁、鈦、鈮等時效強化元素。在強時效強化鎳基變形高溫合金中則可以加入多量的鋁、鈦、鈮元素,但其總量最高不能超過7.5%。也加入硼、鈰、鎂等晶界強化元素。
組織特點鎳基變形高溫合金中主要的強化相是γ’(Ni3Al)相,(見高溫合金材料的金屬問化合物相),含量達20%~55%左右。另一類強化相是。γ’,(Ni3Nb)相(見高溫合金材料的金屬問化合物相),在700℃以下對強度的貢獻遠大于γ’相,特別顯著地提高屈服強度,是渦輪盤材料中有名的強化相。
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’相很高的強時效強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。也采用加鎂微合金化和彎曲晶界熱處理工藝來提高塑性。
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