鎳基鑄造高溫合金(castnickel-basesuperalloy)

以鎳為主要成分的鑄造高溫合金。隨著使用溫度和強(qiáng)度的提高，高溫合金合金化(見高溫合金強(qiáng)化)程度越來越高，熱加工成形越來越困難，必須采用鑄造工藝進(jìn)行生產(chǎn)。另外，采用冷卻技術(shù)的空心葉片的內(nèi)部復(fù)雜型腔，只能采用精密鑄造工藝才能生產(chǎn)。這樣，鎳基變形高溫合金就轉(zhuǎn)變?yōu)殒嚮T造高溫合金。

添加元素鎳基鑄造高溫合金以γ相為基體，添加鋁、鈦、鈮、鉭等形成γ’相(見高溫合金材料的金屬間化合物相)進(jìn)行強(qiáng)化，γ’相數(shù)量較多，有的合金高達(dá)60％；加入鈷能提高γ’相的溶解溫度，從而提高了合金的使用溫度；鉬、鎢、鉻具有強(qiáng)化固溶體的作用，鉻、鉬、鉭還能形成一系列對(duì)晶界有強(qiáng)化作用的碳化物；鋁和鉻有助于抗氧化能力，但鉻降低γ’相的溶解溫度和高溫強(qiáng)度，因此應(yīng)使鉻含量低些；加鉿改善合金的中溫塑性和強(qiáng)度；為了強(qiáng)化晶界，添加適量硼、鋯等元素。工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)使用的燃料中含硫、釩較高，長(zhǎng)期工作時(shí)對(duì)合金產(chǎn)生嚴(yán)重的熱腐蝕。如果燃?xì)廨啓C(jī)使用在艦船上，海洋氣氛中的鈉鹽會(huì)加速硫化腐蝕。因此，采取適當(dāng)提高鉻含量和鈦、鋁的比例以及難熔金屬元素的含量，研制出了一系列既能保持高蠕變強(qiáng)度又能增進(jìn)耐熱腐蝕抗力的合金，如美國(guó)的IN738、IN792、Rene’80、MarM432和中國(guó)的K4537等。

應(yīng)用鎳基鑄造高溫合金用于飛機(jī)、船舶、工業(yè)和車輛用燃?xì)廨啓C(jī)的最關(guān)鍵的高溫部件，如渦輪葉片、導(dǎo)向葉片和整體渦輪等。

缺點(diǎn)及克服方法鎳基鑄造高溫合金也存在一些缺點(diǎn)，如疲勞性能稍差、塑性較低、組織穩(wěn)定性有所下降；由于存在疏松，性能波動(dòng)較大。為了減輕這些缺點(diǎn)，1968年美國(guó)首先研制了高硼低碳鎳基鑄造高溫合金。在鎳基鑄造高溫合金其他元素不變的情況下，僅將硼含量提高10～20倍，碳含量下降到0．01％～0．03％，而使合金的強(qiáng)度和塑性提高、疏松減少，提高了組織長(zhǎng)期穩(wěn)定性等。這類合金已在美國(guó)獲得實(shí)際應(yīng)用。