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成分和性能
鐵基高溫合金管中的鎳是形成和穩(wěn)定奧氏體的主要元素,并在時效處理過程中形成Ni3(Ti、Al)沉淀強化相。鉻主要用來提高抗氧化性、抗燃氣腐蝕性。鉬、鎢用來強化固溶體。鋁、鈦、鈮用于沉淀強化。碳、硼、鋯等元素則用于強化晶界。鐵基高溫合金按制造工藝可分為變形高溫合金和鑄造高溫合金,按強化方式可分為加工硬化型、固溶強化型和沉淀強化型高溫合金(見金屬的強化)。一些典型的鐵基高溫合金的成分和性能見表。組織 鐵基高溫合金的基體為奧氏體,主要的沉淀強化相有γ"【Ni3(Ti、Al)】和γ"(Ni3Nb)相兩類。此外,還有微量碳化物、硼化物、Laves(如Fe2Mo)相和δ相等。與鎳基高溫合金組織相比,鐵基合金中相組織較復雜,穩(wěn)定性較差,容易析出η(如Ni3Ti)、σ(如FexCry)、G(如Fe6Ni16Si7)、μ(如Fe7Mo6)和Laves等有害相(見合金相)。幾種典型合金的組織見。
合金的熱處理
合金的熱處理主要是固溶處理和時效處理,以獲得合適的晶粒度,分布合理和大小適宜的強化相,有利的晶界狀態(tài),使合金具有良好的綜合性能。例如,用于制造渦 件的材料,晶粒度一般在4~5級;γ"相大小約為100~500┱,均勻分布于基體;晶界有分布均勻的球化了的析出相(如碳化物、Laves相等)。
鈷基高溫合金是高溫合金中的一種,它是以鈷作為主要成分,含有相當數(shù)量的鎳、鉻、鎢和少量的鉬、鈮、鉭、鈦、鑭等合金元素,偶而也還含有鐵的一類合金。根據(jù)合金中成分不同,它們可以制成焊絲,粉末用于硬面堆焊,熱噴涂、噴焊等工藝,也可以制成鑄鍛件和粉末冶金件。
鈷基高溫合金是含鈷量40~65%的奧氏體高溫合金。在730~1100條件下具有一定的高溫強度、良好的抗熱腐蝕和抗氧化能力。適于制作航空噴氣發(fā)動機、工業(yè)燃氣輪機、艦船燃氣輪機的導向葉片和噴嘴導葉以及柴油機噴嘴等。
與其它高溫合金不同,鈷基高溫合金不是由與基體牢固結(jié)合的有序沉淀相來強化,而是由已被固溶強化的奧氏體fcc基體和基體中分布少量碳化物組成。鑄造鈷基高溫合金卻是在很大程度上依靠碳化物強化。純鈷晶體在417℃以下是密排六方(hcp)晶體結(jié)構(gòu),在更高溫度下轉(zhuǎn)變?yōu)閒cc。為了避免鈷基高溫合金在使用時發(fā)生這種轉(zhuǎn)變,實際上所有鈷基高溫合金由鎳合金化,以便在室溫到熔點溫度范圍內(nèi)使組織穩(wěn)定化。鈷基高溫合金具有平坦的斷裂應力-溫度關系,但在1000℃以上卻顯示出比其他高溫下具有優(yōu)異的抗熱腐蝕性能,這可能是因為該合金含鉻量較高,這是這類合金的一個特征。
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