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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)。
高溫合金管成分和性能:鎳基合金是高溫合金管中應用廣、高溫強度高的一類合金。
其主要原因,一是鎳基合金中可以溶解較多合金元素,且能保持較好的組織穩(wěn)定性;
二是可以形成共格有序的 A3B型金屬間化合物γ"[Ni3(Al,Ti)]相作為強化相,使合金得到有效的強化,獲得比鐵基高溫合金和鈷基高溫合金更高的高溫強度;
三是含鉻的鎳基合金具有比鐵基高溫合金更好的抗yang化和抗燃氣腐蝕能力。鎳基合金含有十多種元素,其中Cr主要起抗yang化和抗腐蝕作用,其他元素主要起強化作用。根據它們的強化作用方式可分為:固溶強化元素,如鎢、鉬、鈷、鉻和釩等;沉淀強化元素,如鋁、鈦、鈮和鉭;晶界強化元素,如硼、鋯、鎂和稀土元素等。
鎳基高溫合金按強化方式有固溶強化型合金和沉淀強化型合金。
固溶強化型合金,具有一定的高溫強度,良好的抗yang化,抗熱腐蝕,抗冷、熱疲勞性能,并有良好的塑性和焊接性等,可用于制造工作溫度較高、承受應力不大(每平方毫米幾公斤力)的部件,如燃氣輪機的燃燒室
沉淀強化型合金,通常綜合采用固溶強化、沉淀強化和晶界強化三種強化方式,因而具有良好的高溫蠕變強度、抗pi勞性能、抗yang化和抗熱腐蝕性能,可用于制作高溫下承受應力較高(每平方毫米十幾公斤力以上的部件,如燃氣輪機的渦輪葉片等。
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