2019-09-09     高溫?zé)徨懩Ｊ侵冈诟邷?超過600度)下使用的鍛造模具。這種模具的使用條件十分惡劣，不但要承受高溫而且還要承受高的沖擊力?，F(xiàn)在一般使用的熱鍛模材料為5CrNiMo 5CrMnMo,H13,3Cr2W8V等鋼種，但是這些鋼種在使用時(shí)，由于承受高溫以及大應(yīng)力，所以這些材料的在溫度超過600度時(shí)使用情況都不是很好。 
IN718是以Ni為基體，在合金中加入鋁，鈦以形成金屬間化合物進(jìn)行r’(Ni3AlTi)相沉淀強(qiáng)化。這樣就使得該合金具有高溫強(qiáng)度高，高溫穩(wěn)定性好，熱疲勞性能及沖擊韌性優(yōu)異，特別適合制作熱鍛模，國外已經(jīng)大批量使用該合金用作高溫模具材料。 
在高溫的工作環(huán)境下5CrNiMo等普通模具 材料的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)低于IN718合金，而且隨著溫度的升高、使用時(shí)間的延長屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度急劇降低。IN718合金在高溫下，不僅強(qiáng)度遠(yuǎn)高于5CrNiMo 合金鋼，而且隨著溫度的升高屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度變化不大，并且IN718合金在使用條件下超過1000小時(shí)抗拉強(qiáng)度下降小于5％。而5CrNiMo等常規(guī)模具鋼材料650度高溫下累計(jì)接觸時(shí)間不超過8小時(shí)就已經(jīng)因失效而報(bào)廢。因此，溫度愈高，時(shí)間愈長，他們之間的差別愈大。

2016-12-27耐腐蝕材料粉末高溫合金:粉末高溫合金是采用粉末冶金工藝制取的高溫合金，通常，粉末高溫合金按強(qiáng)化方式分為沉淀強(qiáng)化型高溫合金和氧化物彌散強(qiáng)化型高溫合金。
(l)沉淀強(qiáng)化粉末高溫合金
除含碳量適當(dāng)減少之外，這些合金的成分與同牌號(hào)的鑄造或變形合金相同。例如in100、rene，95、rene，88dt等已投入使用。
(2)氧化物彌散強(qiáng)化高溫合金
以熱穩(wěn)定性高的超細(xì)氧化物質(zhì)點(diǎn)彌散分布于合金基體內(nèi)的粉末高溫合金，簡稱ods (oxide dispersion strengthening)高溫合金。該類合金的氧化物彌散質(zhì)點(diǎn)目前都采用y2o3，合金中y2o3的含量一般為0.5%～2.0%之間，過高的y2o3含量雖然能提高合金強(qiáng)度，但塑性顯著降低。例如，ma753、ma6000等，也已投入使用。

2016-08-15高溫合金冶煉 -高溫合金冶煉

通過高溫使組成高溫合金材料的原材料熔融成合金的方法，是高溫合金材料制備工藝之一。高溫合金材料主要應(yīng)用于航空和航天器的關(guān)鍵部件上，對材料要求較高。另外，高溫合金的組元多，含有大量易氧化元素，對雜質(zhì)元素和氣體含量要求非常嚴(yán)格。因此，在冶煉高溫合金時(shí)，必須選用精料，即原料中的硫、磷、鉛、錫、砷、銻、鉍和氣體含量要低，且無銹無油污；原料和輔料都要經(jīng)過烘烤，保證水分較低；還要選擇合適的冶煉工藝，以保證材料的質(zhì)量。

簡史20世紀(jì)30～40年代，高溫合金材料大多采用電弧爐或非真空感應(yīng)爐單煉、普通鑄錠工藝。這類冶煉工藝的優(yōu)點(diǎn)是爐熔批量大，設(shè)備費(fèi)用少，比較經(jīng)濟(jì)，高堿性渣脫硫效果好，可以使用返回料等。但是大氣熔煉的主要缺點(diǎn)是：合金成分(特別是一些較活潑元素)由于燒損而不易控制；合金的氣體含量較高，脫氧產(chǎn)物大量殘留在鋼中，爐襯和盛鋼桶的耐火材料使合金受到污染；澆注過程中還發(fā)生二次氧化，在鋼中形成夾雜、氣泡等缺陷。因此，這類大氣單煉工藝僅在早期低牌號(hào)高溫合金(如中國牌號(hào)G112036、GH3030、GHll40、GH2132等)曾經(jīng)采用過。

20世紀(jì)50年代以來，由于航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展，對材質(zhì)提出了較高的要求，廣泛地采用真空冶煉技術(shù)。真空感應(yīng)爐熔煉的主要特點(diǎn)是，冶煉在真空下進(jìn)行，能嚴(yán)格控制合金中的活潑元素(如鋁、鈦等)。真空冶煉創(chuàng)造了良好的去氣條件，合金中的氫、氧、氮和夾雜物的含量低，有害雜質(zhì)鉛、鉍、砷、銻等在真空中可以揮發(fā)，使合金得到提純。GH4049、GHl51(中國)等合金就曾采用此工藝。真空感應(yīng)爐冶煉也有不足之處：冶煉時(shí)使用坩堝，因此耐火材料就成為污染合金的來源。采用普通注錠工藝，鋼錠的縮孔和疏松是不可避免的。鋼錠在凝固時(shí)結(jié)晶緩慢，造成鋼錠內(nèi)部結(jié)晶組織和成分不均，垂直鋼錠表面的結(jié)晶組織不利于熱加工。

60年代初，高溫合金材料生產(chǎn)中已大多采用二次重熔工藝。主要的二次重熔設(shè)備有電渣爐和真空白耗爐。

二次重熔工藝有電渣重熔和真空白耗重熔等。

(1)高溫合金電渣重熔。是將一次單煉澆注的電極利用電流通過渣層產(chǎn)生電阻熱進(jìn)行二次熔煉。由于金屬電極呈薄層形式熔化，金屬熔滴與熔渣接觸的比表面特別大，熔池的溫度高達(dá)1800℃以上，保證了金屬液與溶渣充分強(qiáng)烈作用，金屬材料被有效地精煉，氣體、雜質(zhì)和非金屬夾雜物被大量去除。由于結(jié)晶器水冷的作用，結(jié)晶速度快，減少了偏析。結(jié)晶過程中不斷有液態(tài)金屬補(bǔ)充，消除了鋼錠中心疏松和減小頭部的縮孔。適當(dāng)調(diào)整和控制冶煉工藝，能得到自下而上沿軸向的柱狀晶，可以改善鋼錠的熱加工性，這對于難變形的高溫合金尤為重要。

(2)高溫合金真空自耗重熔。是將一次單煉的電極作為負(fù)極置于真空系統(tǒng)中，水冷結(jié)晶器作為正極，通以低壓直流電，利用電弧放出的熱量使電極熔化，達(dá)到進(jìn)一步精煉的目的。在電極熔化的同時(shí)，金屬液在水冷結(jié)晶器內(nèi)結(jié)晶，成為重熔的鋼錠。重熔金屬的純度和鋼錠的結(jié)晶組織，基本上與電渣重熔工藝相同，但真空白耗重熔的去氣條件好一些，含鋁、鈦合金的成分均勻性容易保證。

根據(jù)工廠的設(shè)備條件和鋼種特點(diǎn)，有各種不同的雙聯(lián)冶煉配合，形成不同的工藝路線。GH3039、GH3044、GH4033、GH2132和GH2135等合金，曾采用電弧爐加真空白耗爐雙聯(lián)工藝。GH2036、GH4033、GH2132和GHll40等合金，曾采用電弧爐加電渣爐雙聯(lián)工藝。GH2135、GH4049、GH4037和GH2130等合金，采用真空感應(yīng)爐加電渣爐雙聯(lián)工藝。GH4133、G11698、GH220和GH4169等合金，采用真空感應(yīng)爐加真空白耗爐雙聯(lián)工藝。有些高溫合金的技術(shù)條件中規(guī)定，在冶煉母合金和二次重熔兩個(gè)工序中，應(yīng)有一個(gè)工序采用真空冶煉，以達(dá)到降低氣體含量。

(3)其他。除上述冶煉工藝外，還有懸浮爐熔煉。真空下用感應(yīng)加熱，爐料與特制的水冷銅坩堝不接觸，懸浮著熔化和精煉。由于整個(gè)熔煉過程不接觸耐火材料，合金的純度特別高。TiAl等金屬間化合物中鋁、鈦元素十分活潑，容易與坩堝的耐火材料起反應(yīng)，必須采用此工藝冶煉。此外，還有電子束爐熔煉、等離子爐熔煉等新工藝。利用高速電子或等離子轟擊母材產(chǎn)生熱量進(jìn)行重熔。此類熔煉工藝的真空度較高，又能較好地控制熔化和結(jié)晶過程，因此去除氣體、夾雜物及有害雜質(zhì)的效果比真空白耗重熔好。但是，設(shè)備和生產(chǎn)費(fèi)用較高，易揮發(fā)元素的控制等問題尚未完全解決，所以此類工藝在高溫合金中使用得還少。

2019-09-09粉末冶金高溫合金

   用粉末冶金工藝制成的高溫合金。這類合金早起源于彌散強(qiáng)化合金。1962年杜邦公司根據(jù)二氧化釷在鎢中具有彌散強(qiáng)化作用的原理，研制出一種用粉末冶金工藝制成的二氧化釷彌散強(qiáng)化的高溫材料，稱之為TD鎳，從而開始了粉末冶金高溫合金的生產(chǎn)。
   粉末冶金高溫合金通常按合金強(qiáng)化方式分為彌散強(qiáng)化型和沉淀強(qiáng)化型兩類。彌散強(qiáng)化型高溫合金是用惰性氧化物來強(qiáng)化的，這種氧化物的物理和化學(xué)性能高度穩(wěn)定,在一般沉淀強(qiáng)化相軟化、聚集甚至溶解的溫度下,仍保持相當(dāng)高的強(qiáng)化效果。由于這種惰性氧化物彌散均勻分布才有強(qiáng)化效果，且它與基體合金比重相差懸殊，無法用常規(guī)的熔煉工藝來生產(chǎn)，而只能采用粉末冶金方法。彌散強(qiáng)化高溫合金除了用內(nèi)氧化、化學(xué)共沉淀、選擇性還原等方法制取外，1970年的J.S.本杰明又用機(jī)械合金化新工藝制成了用氧化釔彌散強(qiáng)化的高溫合金。機(jī)械合金化是用金屬粉或中間合金粉與氧化物彌散相混合，在球磨機(jī)中球磨，使粉末反復(fù)焊合、破碎，從而使每一顆粉末成為“顯微合金”顆粒。這種新的工藝方法可以制造成分十分復(fù)雜的彌散強(qiáng)化高溫合金。
   沉淀強(qiáng)化型高溫合金，它是為了克服常規(guī)熔煉工藝的缺點(diǎn)，提高高溫合金的綜合性能，并為提高合金利用率而發(fā)展起來的。這種粉末冶金高溫合金采用預(yù)合金化粉末，每個(gè)粉末顆粒實(shí)際上就是一個(gè)“顯微鋼錠”，合金偏析只能在粉末顆粒的細(xì)小范圍內(nèi)發(fā)生。因此，與相同成分的鑄造合金相比，沉淀強(qiáng)化型高溫合金的成分偏析小，初熔溫度高，有害相析出的傾向小，提高了合金的綜合性能；并且能使本來難于變形的合金成型，減少了切削加工量，提高了合金的利用率。特別是隨著高溫合金成分日趨復(fù)雜、零件尺寸不斷增大，這種粉末冶金高溫合金顯示出更大的優(yōu)越性。
   高溫合金通常含有活潑元素，并且由于粉末顆粒的冷態(tài)不可壓縮性，合金在整個(gè)粉末冶金制造過程中都始終在真空或惰性氣體保護(hù)之下，而且采用熱態(tài)成形工藝。為了適應(yīng)粉末冶金高溫合金的發(fā)展，一系列先進(jìn)的粉末冶金技術(shù)，如真空或惰性氣體霧化法、真空旋轉(zhuǎn)電極法、真空電子束旋轉(zhuǎn)電極法等制粉技術(shù)，以及熱等靜壓、熱擠壓、超塑性等溫鍛造等成形工藝得到發(fā)展。應(yīng)用新發(fā)展的一種快速凝固技術(shù)，可使粉末冷卻速度達(dá)100萬度／秒,其初熔溫度又比一般粉末進(jìn)一步提高，因而更有利于提高高溫強(qiáng)度。
   粉末冶金新技術(shù)的發(fā)展不但使一些高溫合金擴(kuò)大了用途，如把原來只能用作燃?xì)廨啓C(jī)葉片的IN-100這種高度合金化的鑄造高溫合金成功地用粉末冶金法制成渦輪盤，從而大大提高了渦輪盤的高溫強(qiáng)度和工作溫度，而且還發(fā)展了一些高溫合金新品種，特別是用機(jī)械合金化生產(chǎn)的彌散強(qiáng)化、沉淀強(qiáng)化和固溶強(qiáng)化相結(jié)合的高溫合金，如MA754、MA6000等。由于綜合利用了3種強(qiáng)化效應(yīng)，合金的強(qiáng)度更加提高，適用溫度范圍更廣，進(jìn)一步擴(kuò)大了高溫合金的使用領(lǐng)域。

2016-06-12     航空發(fā)動(dòng)機(jī)用高溫合金占高溫合金需求的一半以上。隨著國內(nèi)一批新型號(hào)航空發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入量產(chǎn)，高溫合金需求有望快速增長。以殲10B、殲15、殲16為代表的多款三代半戰(zhàn)斗機(jī)陸續(xù)進(jìn)入列裝，WS-10發(fā)動(dòng)機(jī)需求持續(xù)增長。未來幾年，隨著國產(chǎn)大型運(yùn)輸機(jī)運(yùn)20的投產(chǎn)，大涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)將進(jìn)入量產(chǎn)階段；小涵道比中推、小推航空發(fā)動(dòng)機(jī)也將逐步進(jìn)入量產(chǎn)。國產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)需求的增長將驅(qū)動(dòng)航空用高溫合金需求進(jìn)入快速增長期。
      高溫合金在民用工業(yè)中的應(yīng)用也越來越廣泛。高溫合金在燃?xì)廨啓C(jī)、車用渦輪增壓器、核電、石油石化等行業(yè)有著重要的應(yīng)用。工業(yè)化的推進(jìn)和國內(nèi)高端裝備制造業(yè)的發(fā)展將持續(xù)拉動(dòng)民用工業(yè)對高溫合金的需求，目前民用高溫合金占總需求的20%，未來這一比例有望持續(xù)提升。
       我們根據(jù)測算認(rèn)為，到2020年，我國高溫合金需求約為4萬噸，對應(yīng)市場空間90.5億元：航空發(fā)動(dòng)機(jī)、汽車廢氣渦輪增壓器、核電工業(yè)用高溫合金需求的增長將驅(qū)動(dòng)行業(yè)需求的爆發(fā)。而目前，我國高溫合金產(chǎn)能約1.26萬噸，實(shí)際產(chǎn)量8000-9000噸左右。高溫合金未來7年的需求復(fù)合增長率有望超過20%。

2019-06-201.高溫合金
在常用的特種合金鍛造中，高溫合金的鍛造問題最多，難度也******，是難變形合金的典型代表。它們的工藝塑性低、變形抗力大和變形溫度范圍窄。雖然，其他特種合金可能也會(huì)有同樣的問題，但高溫合金的問題最嚴(yán)重，例如，高溫合金對鍛造的應(yīng)力狀態(tài)及工藝方法要求最嚴(yán)格，對設(shè)備的加載速度也要求較高；所有高溫合金都不能通過熱處理細(xì)化晶粒組織，因而晶粒尺寸完全靠控制鍛造工藝參數(shù)保證。表1-2-1中建議對高溫合金采用中性氣氛加熱和采用玻璃防護(hù)潤滑劑潤滑和保護(hù)毛坯，主要是因?yàn)樗鼈兊臒釋?dǎo)率低，為了減少加熱過程中毛坯表面合金元素貧化和鍛造過程中的表面溫降，從而導(dǎo)致變形抗力升高和塑性降低。此外，高溫合金的熱導(dǎo)率低，毛坯需要緩慢加熱。
2.鈦合金
鈦合金的主要鍛造特點(diǎn)是它的化學(xué)性質(zhì)活潑，極易吸氫和吸氧，從而形成表面脆化層、降低塑性；另外，在鍛造過程中金屬流動(dòng)產(chǎn)生的新鮮金屬表面會(huì)牢牢地粘附在模具表面上，導(dǎo)致鍛件和模具同時(shí)報(bào)廢。因此，模鍛的毛坯必須涂覆玻璃防護(hù)潤滑劑將鍛件和模具隔開；毛坯涂覆玻璃防護(hù)潤滑劑后，毛坯與模具的摩擦系數(shù)大幅度下降，使鍛造壓力降低，緩解了鈦合金變形抗力高的不利因素；此外，毛坯涂覆玻璃防護(hù)潤滑劑后還減少毛坯的溫降和防止或減少鍛件表面形成脆化層。鈦合金應(yīng)采用中性或微氧化氣氛加熱，主要是為了減少加熱過程中吸收有害氣體和在鍛件表面形成脆化層，降低鍛件性能；此外，鈦合金的熱導(dǎo)率低，毛坯需要緩慢加熱。
3.不銹鋼
不銹鋼的主要鍛造特點(diǎn)是變形抗力高以及雙相不銹鋼的變形溫度范圍較窄，而單相不銹鋼不能用熱處理方法調(diào)整鍛件組織和性能。其鍛造的難度雖然低于高溫合金等其他特種合金，但卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通結(jié)構(gòu)鋼。
4.鋁合金
鋁合金的主要鍛造特點(diǎn)在于變形溫度范圍窄，一般為100℃～150℃。為擴(kuò)大鍛造溫度區(qū)間，通常要求盡可能將毛坯加熱到上限溫度。為防止過熱、并保證加熱均勻，要求在具有強(qiáng)制空氣循環(huán)的電爐內(nèi)加熱，以加速熱量的傳遞，使?fàn)t膛內(nèi)溫度分布均勻，確保模鍛毛坯加熱溫度能控制在±５℃范圍內(nèi)。另外，鋁合金對應(yīng)變速率敏感，鑄錠應(yīng)在壓應(yīng)力狀態(tài)下、工作速度低的液壓機(jī)擠壓或軋制開坯，大型鋁合金模鍛件通常選用液壓機(jī)模鍛，中小型鋁合金模鍛件可以在機(jī)械壓力機(jī)和螺旋壓力機(jī)上鍛造，但不推薦采用錘上模鍛。
5.鎂合金
鎂合金的主要鍛造特點(diǎn)在于變形溫度范圍窄，一般為70℃～150℃，為擴(kuò)大鍛造溫度區(qū)間，通常要求盡可能將毛坯加熱到上限溫度。為防止過熱并保證加熱均勻，要求在具有強(qiáng)制空氣循環(huán)的電爐內(nèi)加熱，以加速熱量的傳遞，使?fàn)t膛內(nèi)溫度分布均勻，使模鍛毛坯加熱溫度能控制在±5℃范圍內(nèi)。另外，鎂合金在低速度下具有較高的熱塑性，為避免產(chǎn)生裂紋，最好采用液壓機(jī)鍛造，也可以在機(jī)械壓力機(jī)和螺旋壓力機(jī)上鍛造，但不推薦采用錘上模鍛。
6.銅合金
盡管多數(shù)銅合金的塑性高、流動(dòng)性好，可以采用各種設(shè)備和鍛造工藝方法鍛造，但銅合金更適于擠壓成形；大型銅合金鑄錠在開坯前要進(jìn)行均勻化退火（消除內(nèi)應(yīng)力），以改善塑性。銅合金適于在中性或微氧化氣氛中加熱，在微還原性氣氛中加熱可能導(dǎo)致“氫病”。另外，銅合金終鍛溫度要高于脆性溫度區(qū)，應(yīng)在650℃以上停鍛。

2016-06-17      相變溫度 γ"相是該合金的主要強(qiáng)化相，其最高穩(wěn)定溫度是650℃，開始固熔溫度為840～870℃，完全固熔溫度是950℃，γ′相也是該合金的強(qiáng)化相，但數(shù)量少于γ"相，其析出溫度是600℃，完全熔解溫度是840℃；δ相的開始析出溫度是700℃，析出峰溫度是940℃，980℃開始熔解，完全熔解溫度是1020℃。

      合金標(biāo)準(zhǔn)熱處理狀態(tài)的組織由γ基體、γ′、γ"、δ、NbC相組成。γ"(Ni3Nb)相是主要強(qiáng)化相，為體心四方有序結(jié)構(gòu)的亞穩(wěn)定相，呈圓盤狀在基體中彌散共格析出，在長期時(shí)效或長期應(yīng)用期間，有向δ相轉(zhuǎn)變的趨勢，使強(qiáng)度下降。γ′(Ni3(Al、Ti))相的數(shù)量次于γ"相，呈球狀彌散析出，對合金起一部分強(qiáng)化作用。δ相主要在晶界析出，其形貌與鍛造期間的終鍛溫度有關(guān)，終鍛溫度在900℃，形成針狀，在晶界和晶內(nèi)析出；終鍛溫度達(dá)930℃，δ相呈顆粒狀，均勻分布；終鍛溫度達(dá)950℃，δ相呈短棒狀，分布于晶界為主；終鍛溫度達(dá)980℃，在晶界析出少量針狀δ相，鍛件出現(xiàn)持久缺口敏感性。終鍛溫度達(dá)到1020℃或更高，鍛件中無δ相析出，晶粒隨之粗化，鍛件有持久缺口敏感性。鍛造過程中，δ相在晶界析出，能起到釘扎作用，阻礙晶粒粗化。

2017-02-25我們之前推出的特鋼報(bào)告對整個(gè)特鋼行業(yè)做出了全面的梳理,本篇報(bào)告則重點(diǎn)關(guān)注高溫合金的發(fā)展現(xiàn)狀和未來,以及下游航空航天核電和軍工領(lǐng)域大發(fā)展對高溫合金帶來巨大的需求空間,我國相關(guān)的高溫合金企業(yè)面臨巨大的進(jìn)口替代空間和行業(yè)發(fā)展空間,對相關(guān)標(biāo)的維持推薦。
我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進(jìn)入成熟階段,普通大類特鋼整體產(chǎn)量也進(jìn)入峰值區(qū)間。2015上半年,中國特鋼協(xié)會(huì)成員單位粗鋼產(chǎn)量為6222萬噸,同比減少2.91%。其中,普通鋼同比減少4.14%,優(yōu)質(zhì)鋼同比減少1.16%,特殊鋼同比減少3.69%。特鋼行業(yè)當(dāng)前處于較為低效的運(yùn)行狀態(tài),低端產(chǎn)品相對過剩,而高端產(chǎn)品相對不足。未來特鋼行業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展方向仍然是高端非標(biāo)定制化產(chǎn)品。

高溫合金作為工業(yè)皇冠上的明珠材料,是特鋼領(lǐng)域中最為高端的產(chǎn)品之一。

高溫合金材料最初主要應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域,由于其良好的耐高溫,耐腐蝕等性能,逐漸被應(yīng)用到電力,船艦,汽車,冶金,玻璃制造,原子能等工業(yè)領(lǐng)域,從而大大的拓展了應(yīng)用領(lǐng)域。隨著高溫合金的發(fā)展,新型高溫合金材料的出現(xiàn),高溫合金的市場需求處于逐步擴(kuò)大和增長的趨勢。從全球范圍而言,高溫合金年消費(fèi)量達(dá)到28萬噸,市場空間超過100億美元。主要應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域(55%),其次是能源電力領(lǐng)域(20%),再次是機(jī)械汽車領(lǐng)域(10%)。而這一需求量隨著未來全球高端工業(yè)發(fā)展將會(huì)繼續(xù)提升。

我國高溫合金經(jīng)過之前的快速發(fā)展,當(dāng)前已經(jīng)初具萬噸左右的規(guī)模,未來隨著我國國防軍工航空航天等領(lǐng)域高端需求快速增長,高溫合金面臨著巨大的需求增長空間和進(jìn)口替代空間。近今年來,我國大力推進(jìn)的大飛機(jī)國產(chǎn)化和核電國產(chǎn)化等行業(yè)規(guī)劃將會(huì)給高溫合金帶來巨大的需求空間。謹(jǐn)慎保守估計(jì),未來20年我國每年高溫合金的年平均需求量將會(huì)達(dá)到3.5萬噸,需求總量將超過70萬噸,其中航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域25萬噸左右,燃?xì)廨啓C(jī)領(lǐng)域12萬噸左右,汽車領(lǐng)域21萬噸左右,核電領(lǐng)域6萬噸左右,市場空間有望繼續(xù)提升。

2018-11-23高溫合金是在高溫嚴(yán)酷的機(jī)械應(yīng)力和氧化、腐蝕環(huán)境下應(yīng)用的一類合金。隨著科技事業(yè)的發(fā)展，高溫合金逐漸形成六個(gè)較為完整的部分。
一、變形高溫合金
變形高溫合金是指可以進(jìn)行熱、冷變形加工，工作溫度范圍-253～1320℃，具有良好的力學(xué)性能和綜合的強(qiáng)、韌性指標(biāo)，具有較高的抗氧化、抗腐蝕性能的一類合金。按其熱處理工藝可分為固溶強(qiáng)化型合金和時(shí)效強(qiáng)化型合金。
1、固溶強(qiáng)化型合金
使用溫度范圍為900～1300℃，最高抗氧化溫度達(dá)1320℃。例如GH128合金，室溫拉伸強(qiáng)度為850MPa、屈服強(qiáng)度為350MPa；1000℃拉伸強(qiáng)度為140MPa、延伸率為85%,1000℃、30MPa應(yīng)力的持久壽命為200小時(shí)、延伸率40%。固溶合金一般用于制作航空、航天發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室、機(jī)匣等部件。
2、時(shí)效強(qiáng)化型合金
使用溫度為-253～950℃，一般用于制作航空、航天發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪盤與葉片等結(jié)構(gòu)件。制作渦輪盤的合金工作溫度為-253～700℃,要求具有良好的高低溫強(qiáng)度和抗疲勞性能。例如：GH4169合金，在650℃的最高屈服強(qiáng)度達(dá)1000MPa；制作葉片的合金溫度可達(dá)950℃，例如：GH220合金，950℃的拉伸強(qiáng)度為490MPa，940℃、200MPa的持久壽命大于40小時(shí)。
變形高溫合金主要為航天、航空、核能、石油民用工業(yè)提供結(jié)構(gòu)鍛件、餅材、環(huán)件、棒材、板材、管材、帶材和絲材。
二、鑄造高溫合金
鑄造高溫合金是指可以或只能用鑄造方法成型零件的一類高溫合金。其主要特點(diǎn)是：
1.具有更寬的成分范圍由于可不必兼顧其變形加工性能，合金的設(shè)計(jì)可以集中考慮優(yōu)化其使用性能。如對于鎳基高溫合金，可通過調(diào)整成分使γ’含量達(dá)60%或更高，從而在高達(dá)合金熔點(diǎn)85%的溫度下，合金仍能保持優(yōu)良性能。
2.具有更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域由于鑄造方法具有的特殊優(yōu)點(diǎn)，可根據(jù)零件的使用需要，設(shè)計(jì)、制造出近終形或無余量的具有任意復(fù)雜結(jié)構(gòu)和形狀的高溫合金鑄件。
根據(jù)鑄造合金的使用溫度，可以分為以下三類：
第一類：在-253～650℃使用的等軸晶鑄造高溫合金這類合金在很大的范圍溫度內(nèi)具有良好的綜合性能，特別是在低溫下能保持強(qiáng)度和塑性均不下降。如在航空、航天發(fā)動(dòng)機(jī)上用量較大的K4169合金，其650℃拉伸強(qiáng)度為1000MPa、屈服強(qiáng)度850MPa、拉伸塑性15%；650℃，620MPa應(yīng)力下的持久壽命為200小時(shí)。已用于制作航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的擴(kuò)壓器機(jī)匣及航天發(fā)動(dòng)機(jī)中各種泵用復(fù)雜結(jié)構(gòu)件等。
第二類：在650～950℃使用的等軸晶鑄造高溫合金這類合金在高溫下有較高的力學(xué)性能及抗熱腐蝕性能。例如K419合金，950℃時(shí)，拉伸強(qiáng)度大于700MPa、拉伸塑性大于6%；950℃，200小時(shí)的持久強(qiáng)度極限大于230MPa。這類合金適于用做航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片、導(dǎo)向葉片及整鑄渦輪。
第三類：在950～1100℃使用的定向凝固柱晶和單晶高溫合金這類合金在此溫度范圍內(nèi)具有優(yōu)良的綜合性能和抗氧化、抗熱腐蝕性能。例如DD402單晶合金，1100℃、130MPa的應(yīng)力下持久壽命大于100小時(shí)。這是國內(nèi)使用溫度最高的渦輪葉片材料，適用于制作新型高性能發(fā)動(dòng)機(jī)的一級(jí)渦輪葉片。
隨著精密鑄造工藝技術(shù)的不斷提高，新的特殊工藝也不斷出現(xiàn)。細(xì)晶鑄造技術(shù)、定向凝固技術(shù)、復(fù)雜薄壁結(jié)構(gòu)件的CA技術(shù)等都使鑄造高溫合金水平大大提高，應(yīng)用范圍不斷提高。
三、粉末冶金高溫合金
采用霧化高溫合金粉末，經(jīng)熱等靜壓成型或熱等靜壓后再經(jīng)鍛造成型的生產(chǎn)工藝制造出高溫合金粉末的產(chǎn)品。采用粉末冶金工藝，由于粉末顆粒細(xì)小，冷卻速度快，從而成分均勻，無宏觀偏析，而且晶粒細(xì)小，熱加工性能好，金屬利用率高，成本低，尤其是合金的屈服強(qiáng)度和疲勞性能有較大的提高。
FGH95粉末冶金高溫合金，650℃拉伸強(qiáng)度1500MPa；1034MPa應(yīng)力下持久壽命大于50小時(shí)，是當(dāng)前在650℃工作條件下強(qiáng)度水平最高的一種盤件粉末冶金高溫合金。粉末冶金高溫合金可以滿足應(yīng)力水平較高的發(fā)動(dòng)機(jī)的使用要求,是高推重比發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤、壓氣機(jī)盤和渦輪擋板等高溫部件的選擇材料。
四、氧化物彌散強(qiáng)化（ODS）合金
是采用獨(dú)特的機(jī)械合金化(MA)工藝，超細(xì)的(小于50nm)在高溫下具有超穩(wěn)定的氧化物彌散強(qiáng)化相均勻地分散于合金基體中，而形成的一種特殊的高溫合金。其合金強(qiáng)度在接近合金本身熔點(diǎn)的條件下仍可維持，具有優(yōu)良的高溫蠕變性能、優(yōu)越的高溫抗氧化性能、抗碳、硫腐蝕性能。
目前已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)的主要有三種ODS合金：
MA956合金在氧化氣氛下使用溫度可達(dá)1350℃，居高溫合金抗氧化、抗碳、硫腐蝕之首位。可用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)襯。
MA754合金在氧化氣氛下使用溫度可達(dá)1250℃并保持相當(dāng)高的高溫強(qiáng)度、耐中堿玻璃腐蝕?，F(xiàn)已用于制作航空發(fā)動(dòng)機(jī)導(dǎo)向器蓖齒環(huán)和導(dǎo)向葉片。
MA6000合金在1100℃拉伸強(qiáng)度為222MPa、屈服強(qiáng)度為192MPa；1100℃，1000小時(shí)持久強(qiáng)度為127MPa，居高溫合金之首位，可用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片。
五、金屬間化合物高溫材料
金屬間化合物高溫材料是近期研究開發(fā)的一類有重要應(yīng)用前景的、輕比重高溫材料。十幾年來，對金屬間化合物的基礎(chǔ)性研究、合金設(shè)計(jì)、工藝流程的開發(fā)以及應(yīng)用研究已經(jīng)成熟，尤其在Ti-Al、Ni-Al和Fe-Al系材料的制備加工技術(shù)、韌化和強(qiáng)化、力學(xué)性能以及應(yīng)用研究方面取得了令人矚目的成就。
Ti3Al基合金（TAC-1），TiAl基合金（TAC-2）以及Ti2AlNb基合金具有低密度（3.8～5.8g/cm3）、高溫高強(qiáng)度、高鋼度以及優(yōu)異的抗氧化、抗蠕變等優(yōu)點(diǎn)，可以使結(jié)構(gòu)件減重35～50%。Ni3Al基合金，MX-246具有很好的耐腐蝕、耐磨損和耐氣蝕性能，展示出極好的應(yīng)用前景。Fe3Al基合金具有良好的抗氧化耐磨蝕性能，在中溫（小于600℃）有較高強(qiáng)度，成本低，是一種可以部分取代不銹鋼的新材料。
六、環(huán)境高溫合金
在民用工業(yè)的很多領(lǐng)域，服役的構(gòu)件材料都處于高溫的腐蝕環(huán)境中。為滿足市場需要，根據(jù)材料的使用環(huán)境，歸類出系列高溫合金。
1、高溫合金母合金系列
2、抗腐蝕高溫合金板、棒、絲、帶、管及鍛件
3、高強(qiáng)度、耐腐蝕高溫合金棒材、彈簧絲、焊絲、板、帶材、鍛件
4、耐玻璃腐蝕系列產(chǎn)品
5、環(huán)境耐蝕、硬表面耐磨高溫合金系列
6、特種精密鑄造零件（葉片、增壓渦輪、渦輪轉(zhuǎn)子、導(dǎo)向器、儀表接頭）
7、玻棉生產(chǎn)用離心器、高溫軸及輔件8、鋼坯加熱爐用鈷基合金耐熱墊塊和滑軌
9、閥門座圈
10、鑄造“U”形電阻帶
11、離心鑄管系列
12、納米材料系列產(chǎn)品
13、輕比重高溫結(jié)構(gòu)材料
14、功能材料（膨脹合金、高溫高彈性合金、恒彈性合金系列）
15、生物醫(yī)學(xué)材料系列產(chǎn)品
16、電子工程用靶材系列產(chǎn)品
17、動(dòng)力裝置噴嘴系列產(chǎn)品
18、司太立合金耐磨片
19、超高溫抗氧化腐蝕爐輥、輻射管。

2016-07-20GH4169合金具有以下特性：
1.易加工性
2.在700℃時(shí)具有高的抗拉強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、抗蠕變強(qiáng)度和斷裂強(qiáng)度
3.在1000℃時(shí)具有高抗氧化性
4.在低溫下具有穩(wěn)定的化學(xué)性能
5.良好的焊接性能
  　  GH4169 的金相結(jié)構(gòu):
  　  GH4169合金為奧氏體結(jié)構(gòu)，沉淀硬化后生成的γ”相使之具有了優(yōu)秀的機(jī)械性能。在熱處理過程中于晶界處生成的δ相使之具有了******的塑性。
   　 GH4169 的耐腐蝕性:
  　  不管在高溫還是低溫環(huán)境，GH4169合金都具有極好的耐應(yīng)力腐蝕開裂和點(diǎn)蝕的能力。GH4169合金在高溫下的抗氧化性尤其出色。
　    GH4169 應(yīng)用范圍應(yīng)用領(lǐng)域有：
 　   由于在700℃時(shí)具有高溫強(qiáng)度和優(yōu)秀的耐腐蝕性能、易加工性，GH4169可廣泛應(yīng)用于各種高要求的場合。