镍基高温合金的切削加工
沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司 赵秀芬 王玉华 刘 阳 王兴林山东大学机械工程学院万 熠
航空发动机零件结构复杂，而高温合金等难加工材料加工难度更大。对工件来说，复杂型面数控程序优化难，高温合金材料容易造成加工变形和让刀，使加工精度不符合要求；对刀具来说，加工镍基高温合金零件，容易造成刀具快速磨损，刀具消耗大。
现在的涡扇发动机的材料中难加工材料占绝大部分，其中高温合金有65%，其相对加工性很低。同时，航空航天发动机中叶片、机匣件等形状复杂，表面完整性要求又高，使镍基高温合金零件的切削加工更为困难。
航空发动机零件结构复杂，而高温合金等难加工材料加工难度更大。对工件来说，复杂型面数控程序优化难，高温合金材料容易造成加工变形和让刀，使加工精度不符合要求；对
一部分强化作用，此外还有一些碳化
物起强化相作用。GH4169未经时效时，基本上为单相奥氏体，组织中强化相不多，此时一般仅能应用于受力不太大的高温薄壁零件，对于高温受力零件, 如叶片、涡轮盘、 涡轮轴等，则必须经过时效处理，淬火后得到饱和的镍基奥氏体，经过时效后析出金属间化合物γ′和γ〃相以及碳化物强化相。它们呈弥散状分布于晶内（以γ′为多）和晶界处（以γ〃为多），从而强化了晶界。这种局部合金化能阻碍晶界滑动和迁移。这些强化相越多，合金强度、硬度越高，耐磨性越好。高温合金的抗拉强度要比一般合金钢高很多，尤其是其高温强度和韧性，一般到750℃才开始有明显下降，但导热系数约是钢的30%，加上大量金属间化合物γ′、γ〃的作用，使高温合金的切削加工出现切削力大、切削温度高、刀具
赵秀芬
高级工程师，现主要从事航空发动机难加材料的匹配刀具选择、高效加工、切削参数优化、刀具国产化等方面的研究。
Cutting of Nickel-Based High Temperature Alloy
刀具来说，加工镍基高温合金零件，
容易造成刀具快速磨损，刀具消耗大。
镍基高温合金材料的主要成分为镍，以GH4169为例，其镍的含量为50%～55%，其余主要元素有Fe、 Cr、Nb 等。它是以体心立方Ni3Nb （γ〃）和面心立方Ni3（Al,Ti, Nb ）（γ′）强化的镍铁基合金（通常称为镍基合金），从低温到700℃以下具有高的屈服强度、拉伸强度和持久强度。在650℃～760℃具有良好的塑性，一般认为GH4169的组织是由γ基体和NbC、γ′、γ〃、δ相组成。NbC（Ti、Nb）（CN）等碳化物数量很少，比较稳定。γ〃相数量最多，是合金的主要强化相。晶格常数为a0=3.642A，c0=7.406A，呈圆盘状在基体中弥散析出，强化作用是通过γ〃的共格畸变而实现。γ′相数量次之，呈球状弥散析出，对合金起
磨损严重、加工硬化严重等问题，显得特别难加工。
镍基高温合金切削加工的主要问题表现在以下几个方面:
（1）切削力较大，一般为加工钢材的1.5～2倍。
（2）切削温度高，在相同条件下，切削温度约为45钢的1.5～2倍。
（3）刀具磨损严重，机械磨损、粘结磨损、扩散磨损和氧化磨损均比较严重，使刀具寿命明显降低。
（4）加工硬化现象严重，已加工表面硬化程度可达基体硬度的1.5～2倍。
（5）切屑硬而韧，不易折断，造成切削过程中切屑处理困难。
在以上5个难加工特点中，对生产实际影响最大的是刀具磨损严重。因此在生产现场，切削镍基高温合金的机床旁往往摆放许多的刀具，更换刀具比更换零件的频率要高得多，是一种典型的“刀海”战术。解决镍基合金的难加工问题对航空航天工业有非常大的实际意义。本文通过车、铣加工实例说明镍基高温合金的切削加工性。
高温合金的车削加工实例
高温合金车加工中时必须注意：既要求刀具锋利，还要保证足够的刀尖强度。刃口必须经过仔细刃磨，保持刀具较好的表面粗糙度，保证刃口光滑，不允许有任何崩刃、缺口、裂纹和毛刺，防止在加工高温合金时刀片崩刃损坏。而选用硬质合金刀具材料时，应注意合金颗粒的大小，颗粒越小，刀具寿命越高，抗边界磨损的能力越大。刀片的耐磨性要好，才能保证加工高温合金发动机零件高的技术条件和表面质量。
某发动机零件，材料是 GH4169，在车内孔工序：加工长度109.5mm，孔径为166mm。由于内孔表面跳动值是0.02mm,表面粗糙度是
R
a 0.8μm,要求很高，而材料本身加
工性又很差。精加工使用一般的刀
片一直很难保证要求，跳动值一般在
0.05mm，经常超差；而且加工效率又
低，刀片很容易磨损。
为解决这个问题，我们经试验
比较选择了VNGP160408 S05F。这
个刀片采用了新技术，是专为镍基
高温合金的切削而设计的。刀片
采用更细的晶粒，表面有4μm的
CVDTiCN-Al2O3-TiN的薄涂层。根
据产品样本介绍：此刀片特别适
合镍基高温合金的精加工，其耐磨
性好，适用于小切深。试验时我们
采用的参数：转速 40r/min，进给量
0.18mm/r，切深0.1mm。但跳动值仍
然是0.025mm，而且刀片有磨损。通
过分析我们认为是切削参数过低造
成的。首先0.1mm的切深，是在硬
化层上切削，严格的说不是切削而是
磨削；况且硬化层比基体硬得多，自
然刀片磨损得快。另一方面其线速
度过低，容易造成冷焊现象，导致表
面质量不好，而且这刀片是G公差，
速度高些才能显示出优越性。所以
提高参数：转速60 r/min，进给量0.18
mm/r，切深0.25mm。加工几刀后，刀
片几乎没有磨损, 跳动值0.01mm，
在公差范围内，表面很好，达到
R
a
0.8μm以下。切削时间比原来相
比减少了7min。采用这种新型刀片
解决了超差的问题，保证了质量，而
且综合计算成本有所降低。
另一高温合金零件，有端面槽，
宽10mm左右,深28mm，且槽表面
跳动值在0.015mm，用原来的刀片很
难保证,经常超差。因为一般厂家
的槽刀定位方式是V型弧面定位,
用侧刃加工会有微小窜动，尽管这些
微小窜动仅在若干微米区间，但如果
不断重复，使切削刃处于不适当的位
置，就会影响0.015mm精度的保证。
我们查阅了资料，选择了某厂家
新型刀片。此刀片和刀杆配合是T
型导轨定位，这种T型导轨设计将刀
片准确固定在刀体上，并高度稳定以
保持切削刃位置，不会产生窜动。我
们用T型导轨定位的槽刀加工，有效
地解决了槽表面跳动值超差问题，保
证了0.015mm的跳动精度。
我公司加工一转包零件是直径
1米多的环形件，壁厚2mm,其跳动
值要求很高，而且是高温合金材料，
很难保证形位公差。由于直径大且
壁薄，一般刀片加工都会产生变形。
而且变形后发生让刀现象，表面加工
硬化，刀具非常容易磨损。
通过分析我们认为加工此件时
防止变形是主要的任务，这就需要
刀具锋利，不能产生加工硬化。我
们大胆采用了加工铝合金的大前角
抛光刀片。这种刀片本是加工铝材
料的，现在用在高温合金壁薄件加
工上效果也很好。我们先后试验
了2种刀片VBGT160408-W-25、
VCGT160408F-AL KX效果都很好。
原来用加工高温合金刀片加工一个
大表面时，中间要换刀，有接刀痕而
且变形量在0.05mm以上,需补加工。
用大前角抛光刀片中间不用换刀，由
于刀尖锋利，也大大减小了变形量，
其变形量控制在0.02mm以内，保证
了形位公差要求。
T形导轨定位示意图
刀片
V形
夹具
导轨形状
高温合金的铣削加工实例
高温合金的铣削是断续切削，要求铣刀刀齿有足够的强度，使其能承受高温合金切削的变形抗力和切屑负载。通常用进口的立铣刀铣削高温合金，线速度30~60mm/min之间，切削深度为0.1~0.3D（D为刀具直径）,每齿进给依刀具直径的大小而不同。
现在无论是进口刀具还是国产刀具都有适合高温合金加工的五刃铣刀，能获得高的金属移除率。加工一封严环形件，材料是镍基高温合金，用一般的铣刀切削参数很低，而且刀具寿命也低，频繁换刀，机床占用时间长。为提高效率减少机床占用时间，我们采用了新型高性能整体硬质合金立铣刀具，这种铣刀有5个切削刃, 刃间角不等分, 能减少振动。这种铣刀的特点是既能获得较高的效率，又有足够容屑空间。在近端齿芯部直径小,近柄部芯部直径大，断面呈抛物线状，而且是不等分的刃倾角,可使切削平稳,减少振动，每个槽型也不相同。
经过试验，我们最终采用的参数是：转速1000r/mim，进给量200mm/ min，切深4.5mm，切宽6.5 mm，一把刀具可加工3件。而用原来四刃刀具的参数仅为转速300 r/mim，进给量70 mm/min，一把刀只能加工2件。相比之下，采用这种新型刀具，效率大幅度提高。
加工高温合金若要大幅度提高效率，高性能陶瓷刀片是首选。一般来说高温合金的抗拉强度到750℃才开始有明显下降，而陶瓷刀具在900℃时红硬性也非常好。我们在加工中介机匣时为提高效率采用陶瓷刀具加工，取得了很好的效果。
中介机匣的材料是inconel718（含镍51%左右，硬度HRC32～35），形状中间有很多“岛区”，单边加工余量最大30mm以上，最小也超
过20mm，加工难度很大。原来采用
硬质合金刀具进行铣削加工，刀具磨
损、破损严重，加工效率很低。
用陶瓷刀具在真件上做圆台连
续切削，注意切入、切出的角度，采用
了不同切深多种参数，试验结果如表
1所示。
从表1试验结果可见，TiN金属
陶瓷不适合高温合金的切削加工。
而Si3N4赛阿龙陶瓷刀片则非常适合
加工镍基高温合金。用赛阿龙陶瓷
刀片进行加工时，加大切削深度，效
果反而更好。这是因为赛阿龙陶瓷
刀具是采用Al2O3为耐磨相，Si3N4为
硬化相，具有很高的室温与高温硬
度，优良的化学稳定性和抗机械磨损
性能，在1000℃的高温下仍能进行
切削。在3mm切深时远比2mm切
深接触长度大，产生的切削热也高，
此时被加工材料在高温下发生软化，
（高温合金的硬度一般到750℃已开
始有明显下降）靠材料的自软性，使
刀片的切削加工更为容易，工作寿命
也相应延长。因此，陶瓷刀具切削镍
基高温合金采用大切深，往往成为改
善切削加工性的有利因素。陶瓷刀
具通常比较适合镍基高温合金高速
切削。此外切削角的变化决定了刀
具的进刀方向，对切削加工性的影响
也很大。
上述试验确定了陶瓷刀片铣削
中介机匣的加工参数。
加工高温合金刀具选择和
切削参数、程序优化
刀具与工件材料之间的正确匹
配也是实现高温合金加工的关键。
有一转包机匣件，材料是含高钴的
镍基高温合金，在采用硬质合金刀
具车削时加工效率极低，刀具磨损
严重，且不能保证尺寸精度和表面
质量。根据现场刀片的磨损形态，
发现所采用的刀具和被加工材料不
匹配。高钴镍基高温合金比一般的
镍基高温合金难加工得多，切削抗
力更大，切削温度更高。必须要选
择与被加工材料在物理、化学和机
械性能都匹配的刀具才能保证顺
利加工。根据用陶瓷刀具切削中介
机匣的经验，采用了赛阿龙陶瓷刀
具RNGN120700KY2100、陶瓷刀片
RNGN120700 6065，效果很好，尺寸
精度和效率都很高，表面粗糙度也改
善了。陶瓷刀具具有高温下的红硬
性和化学稳定性，刀具寿命长。同时
切屑形态也从带状屑转变为单元切
屑。切屑与前刀面的摩擦将不再是
切削力和切削热的主要来源；
后刀
表1 中介机匣的切削试验
面处工件材料的弹性变形也将由于变形速度逐渐跟不上切削速度而减小，使后刀面的摩擦也随着减小，从而对降低切削力和切削热产生有利影响。硬质合金刀具和陶瓷刀具的车削比较如表2所示。
从表2中可以看出，用此刀片加工高钴的镍基高温合金和硬质合金刀片相比，效率大幅度提高：是原来刀具的16倍以上，且尺寸精度、表面质量良好，没有让刀。而用原来刀具磨损严重，质量难以保证。从表2中还可看出：赛阿龙陶瓷刀具更适合加工高钴的镍基高温合金。
此机匣件的铣加工分别采用了铣刀体KIPR032RP12CF04（3刃）铣刀片RPGN120400E KY2100和铣刀体WSRN-4032R（3刃）铣刀片RNGN1204000T01020WG-300 KER 两种刀具，试验结果见表3。
1~2组参数是刀具商根据其样本所给的参数。第1组参数单纯的用样本上加工高温合金的参数，没有考虑到此材料含高钴的特点：粘度比inconel718大，抗力大，而刀片后角为零，使刀具粘结在后刀面上，增加了
切削热的产生，最致命的是每齿进给只有0.038mm，切屑过薄使产生的切削热不能被切屑带走，热量传递到机床会将轴抱住。第2组参数，刀片选采用了RPGN ，11°后角，而每齿进给0.1mm，使刀片切屑负载还可以，大部分切削热能被切屑带走，所以远比第一组效果好。但由于线速度低，陶瓷刀具利用材料自软性的特点没发挥出来，所以刀具寿命也不理想。
表3中3~5组参数是我们根据中介机匣经验给出的试验参数，因为高钴的镍基高温合金切削抗力远比inconel718大，所以参数有所降低。从表3可以看出：切削参数即线速度和每齿进给对陶瓷刀具的寿命的影响很大，线速度高，产生的切削热大，陶瓷刀具反而不易损害。而每齿进给，涉及到刀片所承受的切屑负载，负载过大，刀片就易损坏。第5组参数线速度所产生的切削热大，而切屑负载适中，所以效果最佳。
镍基高温合金的铣削加工，程序优化也非常重要，例如切削到拐角
处，要圆滑走刀。中介机匣切槽加工
时,程序的影响非常大，这部分余量很大，在岛之间切削，频繁换向。开始编程时，走刀路线是拐直角，结果在换向时切削力很大，表现为零件很热、设备振动很大，陶瓷刀具严重崩刃。原因主要是陶瓷刀具的强度与韧性相对较低，切削过程中，频繁换向受到交变的应力作用，在这些交变应力作用下，陶瓷刀具很容易沿晶界产生微裂纹，并逐渐扩展，最后碎裂。针对这种情况我们优化了程序，在拐角处参数应衰减的地方，改成走圆角。这样就解决了问题：设备没有振动、零件也不热，而刀片的磨损也为正常磨损。
加工高温合金的切屑形式
镍基高温合金等难加工材料，当切削速度提高后，切屑变形特点发生明显变化，从连续切屑变为不连续切屑。加工镍基高温合金时，随着切削速度的提高，剪切变形区越来越窄，形成集中剪切滑移，最终产生单元体相互分离的节状切屑。
镍基高温合金虽然通常切屑为带状切屑，但用陶瓷刀片高速
切削过程中，切屑由带状屑变成了碎屑，但这与普通材料在低速
时产生的挤裂切屑有本质的不
同。随着切削速度的逐步提高,
切削时的变形规律发生一些改变。切屑中的剪切变形逐渐加剧,
剪切区的滑移逐渐加强,即使是塑性材料的切屑形态，也会逐渐从
带状切屑转变为锯齿
状切屑，进而有可能转
变为单元切屑。由于
在高速切削的条件下切屑由带状切屑转变
为单元切屑，切屑与前
刀面的摩擦将不在是
切削力和切削热的主
要来源之一；后刀面处
表3 陶瓷刀具铣削高钴的镍基高温合金
表2 硬质合金刀具和陶瓷刀具的比较
工件材料的弹性变形也将由于变形速度逐渐跟不上切削速度而减少，后刀面的摩擦也因此减少，从而对降低切削力和切削热产生有利影响 。高速切削时切削热来不及传递到工件及刀具上，大部分热量由切屑带走。因此工件和刀具都不热，而切屑由于高温氧化作用，不但是成单元切屑，而且特别酥。线速度400m/min 时，切屑变成了单元切屑，而到了700m/min 以上，切屑就变成了单元碎屑。加工高温合金的方法选择加工方法的选择对切削高温合金有很大影响，选择不当会产生加工硬化，通常，推荐使用顺铣方式。
我们在加工收扩喷口零件（铸造高温合金）时，就有这样的问题：加工梁两侧的凸耳，由于装夹和干涉的
原因，只能一侧用顺铣，一侧用逆铣。顺铣一侧表面质量好，而且省刀。在而逆铣一侧时，表面易产生硬化，屑
易夹在容屑槽内参加切削，使表面质量差又费刀。此例也说明了加工高
温合金最好选用顺铣。
现在的数控机床和加工中心都采用顺铣方式。用这种方式加工镍基高温合金，对减少加工硬化的发生非常有利。
镍基高温合金的铣
削加工，会产生大量的切削热，所以高温合金的铣削尤其是高速铣削要避免大的接触长度。传统的铣削方法是采用大的切削宽度，小的切深，啮合
量很大，刀具旋转一圈，接触长度是刀具周长的44%左右，不利于散热，
而镍基高温合金材料切削本身切削
热就很大，尤其是在高速下切削热高。高速切削方法采用小的径向切削深度， 使啮合量变小，与传统切削同样的切屑体积，啮合量仅为刀具周长的20%，从而降低切削热产生，有利于镍基高温合金的铣削降低切削热。高速切削方法采用小的径向切削深度， 使啮合量变小，与传统切削同样的切屑体积，啮合量仅为刀具周长的20%，从而降低切削热产生，有利于镍基高温合金的铣削降低切削热。
结论
（1）采用耐磨性好的和定位精度高的刀具是保证高温合金零件高精度的必要条件。
（2）Si 3N 4赛阿龙陶瓷刀具适合
镍基高温合金切削，利用高速干式
切削产生的切削热,可使被加工材
料变软而改善其切削加工性,而陶瓷刀具仍可保持良好的高温红硬性,这是刀具寿命显著提高的根本原因。
（3）加工含高钴的镍基高温合金，
陶瓷刀具远远比硬质合金刀具匹配性好，
且经济高效。（4）采用新型的五刃铣刀加工高温合金效率可提高。
（5）为了获得满意的加工效果，切削参数的合理选择十分重要，注意切入和切出也能提高刀具寿命。加
工编程时对走刀路线的优化（转角处走圆角）对于改善刀具磨损状况提
高刀具寿命作用很大。（6）高温合金采用陶瓷刀具进行高速铣削时，
线速度400m/min 以上时，
改变了高温合金的带状切屑，切屑形态为单元切屑，
而到了700m/min 时切屑形态变成了为酥脆的单元碎屑。
（7）加工高温合金，采用合理的切削方法，
能减少加工硬化，降低切削热，
提高刀具寿命。 （责编 侧卫）切削速度提高切屑变形明显
（a）切削速度100m/min
（b）切削速度125m/min （c）切削速度200m/min （a）线速度为400m/min 以上的单元切屑（b）线速度为700m/min 以上的单元切屑
陶瓷刀具高速切削时的切屑
传统铣削方法AE=8AE=1高速铣削方法
A P =1
A P =8
传统和高速铣削方法的比较
高温合金可细分为镍基合金、铁基合金和钴基合金。高温合金在780℃以上的高温环境中仍具有良好的机械强度和保持表面性能不下降的能力。这是因为高温合金具有很高的抗拉伸强度、抗蠕变破裂强度，以及良好的延展性和韧性，其抗氧化能力和耐热腐蚀性能也十分优异。 镍基和钴基高温合金主要用于航空航天、石油天然气开采、石油化工等行业，其用量大约占到高温合金的90％，正确加工镍基合金的方法包括高刚性的机床设备、高压冷却方式、正前角刀片、适当的主偏角和最佳切屑厚度。只要很好地把握这五个关键要素，镍基高温合金的加工就成功在望。 镍基高温合金切削特点： 1．切削阻力大（含有大量的合金元素、加工硬化现象严重、塑性变形大），是钢材的1.5-2倍。 2．切削温度高，在相同条件下切削温度为45钢的1.5-2倍。 3．刀具磨损严重，机械磨损、粘结磨损、扩散磨损和氧化磨损均比较严重，使刀具寿命明显降低。 4．加工硬化现象严重，已加工表面硬化程度可达基体硬度的1.5-2倍。 5．切削硬而韧，不易折断，造成切屑过程巾切削处理困难。 镍基高温合金切削加工工具： 镍基高温合金车削加工时，刀具既要锋利还要保证足够的刀尖强度，刃口必须经过仔细刃磨，保持刀具较好的表面粗糙度，保证刃口光滑，不允许有任何崩刃、缺口、裂纹和毛刺，防止在加工时刀片崩刃损坏。刀片的耐磨性要好，才能保证加工高温合金时的表面质量。 在车削加工时，会出现多种刀具磨损机制，如积屑瘤，沟槽磨损，切屑锤击等，其中会对切屑造成不利影响的两种主要磨损机制是积屑痛和因为工件表面容易冷作硬化而造成的沟槽磨损(也称为切深处磨损或刻划磨损)。 刀具的沟槽磨损发生在主切削刃和副切削刃上。在主切削刃上，沟槽磨损表现为在切深处发生崩刃，并且主要为机械磨损。副切削刃上出现的沟槽主要是由化学磨损造成的，对工件表面光洁度产生不利影响。为了尽可能减小这种磨损，建议采用Al2O3和PVD刀具涂层。 切屑锤击是机械磨损的一种形式，由切屑对切削区外侧刃口的撞击造成，主要发生于加工硬度较低、韧性较好的镍基合金时。切屑锤击可能出现在刀片的顶部和底部，通过改变进给率和切深量，使切屑改变流向，可能有助于减小磨损。建议优先选用PVD涂层刀片来加工镍基合金(尤其在粗加工时)，因为PVD涂层刀片的刃口韧性更好。 我公司的YBG105/YBG202系列PVD涂层牌号，在镍基合金加工中均能取得优异的表面质量。YBG105牌号，新型的TiALN基多元涂层，具有更高的耐磨性能和抗高温氧化性能，适合于各类高温合金，耐热合金等难加工材料的精、半精加工。
镍基高温合金材料研究进展 姓名：李义锋1 镍基高温合金材料概述 高温合金是指以铁、镍、钴为基，在高温环境下服役，并能承受严酷的机械应力及具有良好表面稳定性的一类合金[1]。高温合金一般具有高的室温和高温强度、良好的抗氧化性和抗热腐蚀性、优异的蠕变与疲劳抗力、良好的组织稳定性和使用的可靠性[2]。因此，高温合金既是航空、航天发动机高温部件的关键材料，又是舰船、能源、石油化工等工业领域不可缺少的重要材料，已成为衡量一个国家材料发展水平的重要标志之一。 在整个高温合金领域中，镍基高温合金占有特殊重要的地位。与铁基和钴基高温合金相比，镍基高温合金具有更高的高温强度和组织稳定性，广泛应用于制作航空喷气发动机和工业燃气轮机的热端部件。现代燃气涡轮发动机有50%以上质量的材料采用高温合金，其中镍基高温合金的用量在发动机材料中约占40%。镍基合金在中、高温度下具有优异综合性能，适合长时间在高温下工作，能够抗腐蚀和磨蚀，是最复杂的、在高温零部件中应用最广泛的、在所有超合金中许多冶金工作者最感兴趣的合金。镍基高温合金主要用于航空航天领域950-1050℃下工作的结构部件，如航空发动机的工作叶片、涡轮盘、燃烧室等。因此，研究镍基高温合金对于我国航天航空事业的发展具有重要意义。 镍基高温合金是以镍为基体(含量一般大于50 )、在650～1000℃范围内具有较高的强度和良好的抗氧化、抗燃气腐蚀能力的高温合金[2]。它是在Cr20Ni80合金基础上发展起来的，为了满足1000℃左右高温热强性(高温强度、蠕变抗力、高温疲劳强度)和气体介质中的抗氧化、抗腐蚀的要求，加入了大量的强化元素，如W、Mo、Ti、Al、Nb、Co等，以保证其优越的高温性能。除具有固溶强化作用，高温合金更依靠Al、Ti等与Ni形成金属问化合物γ′相(Ni3A1或Ni3Ti等)的析出强化和部分细小稳定MC、M23C6碳化物的晶内弥散强化以及B、Zr、Re等对晶界起净化、强化作用。添加Cr的目的是进一步提高高温合金抗氧化、抗高温腐蚀性能。镍基高温合金具有良好的综合性能，目前已被广泛地用于航空航天、汽车、通讯和电子工业部门。随着对镍基合金潜在性能的发掘，研究人员对其使用性能提出了更高的要求，国内外学者已开拓了针对镍基合金的新加工工艺如等温锻造、挤压变形、包套变形等。
镍基高温合金 镍基高温合金是以镍为基体(含量一般大于50%) 在650～1000℃范围内具有较高的强度和良好的抗氧化、抗燃气腐蚀能力的高温合金。 发展过程 镍基高温合金(以下简称镍基合金)是30年代后期开始研制的。英国于1941年首先生产出镍基合金Nimonic 75(Ni-20Cr-0.4Ti)；为了提高蠕变强度又添加铝，研制出Nimonic 80(Ni-20Cr-2.5Ti-1.3Al)。美国于40年代中期，苏联于40年代后期，中国于50年代中期也研制出镍基合金。镍基合金的发展包括两个方面：合金成分的改进和生产工艺的革新。50年代初，真空熔炼技术的发展，为炼制含高铝和钛的镍基合金创造了条件。初期的镍基合金大都是变形合金。50年代后期，由于涡轮叶片工作温度的提高，要求合金有更高的高温强度，但是合金的强度高了，就难以变形，甚至不能变形，于是采用熔模精密铸造工艺，发展出一系列具有良好高温强度的铸造合金。60年代中期发展出性能更好的定向结晶和单晶高温合金以及粉末冶金高温合金。为了满足舰船和工业燃气轮机的需要，60年代以来还发展出一批抗热腐蚀性能较好、组织稳定的高铬镍基合金。在从40年代初到70年代末大约40年的时间内，镍基合金的工作温度从700℃提高到1100℃，平均每年提高10℃左右。镍基高温合金的发展趋势见图1。
镍基高温合金的发展趋势 成分和性能 镍基合金是高温合金中应用最广、高温强度最高的一类合金。其主要原因，一是镍基合金中可以溶解较多合金元素，且能保持较好的组织稳定性；二是可以形成共格有序的A3B 型金属间化合物γ'[Ni3(Al，Ti)]相作为强化相，使合金得到有效的强化，获得比铁基高温合金和钴基高温合金更高的高温强度；三是含铬的镍基合金具有比铁基高温合金更好的抗氧化和抗燃气腐蚀能力。镍基合金含有十多种元素，其中Cr主要起抗氧化和抗腐蚀作用，其他元素主要起强化作用。根据它们的强化作用方式可分为：固溶强化元素，如钨、钼、钴、铬和钒等；沉淀强化元素，如铝、钛、铌和钽；晶界强化元素，如硼、锆、镁和稀土元素等。 镍基高温合金按强化方式有固溶强化型合金和沉淀强化型合金。 ·固溶强化型合金 具有一定的高温强度，良好的抗氧化，抗热腐蚀，抗冷、热疲劳性能，并有良好的塑性和焊接性等，可用于制造工作温度较高、承受应力不大(每平方毫米几公斤力，见表1)的部件，如燃气轮机的燃烧室。 ·沉淀强化型合金 通常综合采用固溶强化、沉淀强化和晶界强化三种强化方式，因而具有良好的高温蠕变强度、抗疲劳性能、抗氧化和抗热腐蚀性能，可用于制作高温下承受应力较高(每平方毫米十
第一章绪论 1.1. 铸造高温合金的发展 自从20世纪40年代初期第一台航空喷气发动机采用第一个铸造涡轮工作叶片以来，铸造高温合金的发展经历了一段曲折而又辉煌的历程。半个世纪以来，航空发动机涡轮前温度从40年代的730℃提高到90年代的1677℃，推重比从大约3提高到10，这一巨大进展固然离不开先进的设计思想、精湛的制造工艺以及有效的防护涂层，但是高性能的铸造高压涡轮叶片合金的应用更是功不可没。在这世纪之初回顾铸造高温合金发展的历程，不能不提到如下几件使人难忘的重大事件[1]。美国GE公司为其J33航空发动机选用了钴基合金HS 21制作涡轮工作叶片，代替原先用的锻造高温合金Hasteelloy B。，从此开创了使用铸造高温合金工作叶片的历史。到60年代初，由于发动机工作温度提高，要求叶片合金的热强性能进一步提高，使高温合金合金化程度不断提高，于是出现了复杂合金化与压力加工困难的矛盾，并且越来越尖锐，加之这一时期铸造技术进步，使合金性能和叶片质量提高，出现了大批复杂合金化的高性能合金，使铸造高温合金叶片的应用越来越广泛。我国第一个铸造高温合金是北京航空材料研究院于1958年研制的K401合金，用作WP6发动机的导向叶片。我国第一个铸造涡轮工作叶片是60年代初在黎明发动机厂研制的WP6S发动机一级涡轮叶片(K406合金)。70年代中期，由中科院金属研究所研制成功的K417镍基铸造高温合金制作涡轮叶片用于WP-7型发动机，投入生产，成为我国最先服役于航线的铸造涡轮叶片合金。70年代之后，由于定向凝固和单晶合金的出现，使得所有国家的先进新型发动机几乎无一例外地选用铸造高温合金制作最高温区工作的叶片，从此确立了铸造高温合金叶片的稳固地位[2]。 1.2镍基高温合金的发展 早在60年代，国内外就开始对从高温合金诞生的金属间化合物(Ni3Al、NiAl、Ti3Al、TiAl)为基的合金进行了广泛的研究，因为这些化合物具有诱人的低密度、高模量和良好的抗氧化性，认为是有发展前景的替换材料。70年代中期，美国Howmet公司发展了高温合金细晶铸造法，从而在合金凝固过程的晶粒控制方面
镍基高温合金 飞行器工程学院110622班 11062228 袁同豪 摘要：定义了高温镍合金，诉说了其发展过程、成份和性能和生产工艺，以及阐述了镍基高温合金的研究、制造与应用 关键字：镍基高温合金抗氧化塑性组织稳定性固溶 镍基高温合金是以镍为基体(含量一般大于50%) 在650～1000℃范围内具有较高的强度和良好的抗氧化、抗燃气腐蚀能力的高温合金。具有良好的耐高温腐蚀和抗氧化性能、优良的冷热加工和焊接工艺性能，在700℃以下具有满意的热强性和高的塑性。合金可以通过冷加工得到强化，也可以用电阻焊、溶焊或钎焊连接，可供应冷轧薄板、热轧厚板、带材、丝材、棒材、圆饼、环坯、环形锻件等，适宜制作在1100℃以下承受低载荷的抗氧化零件。 镍基高温合金是30年代后期开始研制的。英国于1941年首先生产出镍基合金Ni-20Cr-0.4Ti；为了提高蠕变强度又添加铝，研制出Ni-20Cr-2.5Ti-1.3Al。美国于40年代中期，苏联于40年代后期，中国于50年代中期也研制出镍基合金。镍基合金的发展包括两个方面：合金成分的改进和生产工艺的革新。50年代初，真空熔炼技术的发展，为炼制含高铝和钛的镍基合金创造了条件。初期的镍基合金大都是变形合金。50年代后期，由于涡轮叶片工作温度的提高，要求合金有更高的高温强度，但是合金的强度高了，就难以变形，甚至不能变形，于是采用熔模精密铸造工艺，发展出一系列具有良好高温强度的铸造合金。60年代中期发展出性能更好的定向结晶和单晶高温合金以及粉末冶金高温合金。为了满足舰船和工业燃气轮机的需要，60年代以来还发展出一批抗热腐蚀性能较好、组织稳定的高铬镍基合金。在从40年代初到70年代末大约40年的时间内，镍基高温合金的工作温度从700℃提高到1100℃，平均每年提高10℃左右。 镍基高温合金是高温合金中应用最广、高温强度最高的一类合金。其主要原因，一是镍基合金中可以溶解较多合金元素，且能保持较好的组织稳定性；二是可以形成共格有序的A3B型金属间化合物γ'[Ni3(Al，Ti)]相作为强化相，使合金得到有效的强化，获得比铁基高温合金和钴基高温合金更高的高温强度；三是含铬的镍基合金具有比铁基高温合金更好的抗氧化和抗燃气腐蚀能力。镍基合金含有十多种元素，其中Cr主要起抗氧化和抗腐蚀作用，其他元素主要起强化作用。根据它们的强化作用方式可分为：固溶强化元素，如钨、钼、钴、铬和钒等；沉淀强化元素，如铝、钛、铌和钽；晶界强化元素，如硼、锆、镁和稀土元素等。镍基高温合金按强化方式有固溶强化型合金和沉淀强化型合金。固溶强化型合金：具有一定的高温强度，良好的抗氧化，抗热腐蚀，抗冷、热疲劳性能，并有良好的塑性和焊接性等，可用于制造工作温度较高、承受应力不大的部件，如燃气轮机的燃烧室；沉淀强化型合金：通常综合采用固溶强化、沉淀强化和晶界强化三种强化方式，因而具有良好的高温蠕变强度、抗疲劳性能、抗氧化和抗热腐
镍基高温合金(如In718、Waspaloy等)具有热稳定性好、高温强度和硬度高、耐腐蚀、抗磨损等特点，是典型的难加工材料，常用于制作涡轮盘等发动机关键部件。由于涡轮盘是航空发动机的关键部件之一，在应力、温度和恶劣的工作环境条件下容易产生疲劳失效，因此涡轮盘材料及制造技术是研制高性能航空发动机的关键。由于涡轮盘上的异形孔由若干圆弧和直线组成，形状复杂，加工时要求各组成段位置准确、过渡圆滑而不产生加工转折痕迹，表面粗糙度符合工艺要求，因此该高温合金异形孔的加工是涡轮盘加工的难点。目前，航空发动机制造商均采用电火花加工方法加工镍铬耐热合金异形孔，但是电火花加工过程中产生的热影响层难以用普通的磨削、研磨方法去除，往往需要用磨料射流等特殊工艺去除该变质层，加工效率低，生产成本高。因此，对高效低成本的镍基高温合金异形孔加工方法的研究越来越受到人们的高度重视。 本文通过钻削、铣削与磨削工艺的不同组合、选用新型涂层刀具及适当的加工参数加工镍基高温合金异形孔的工艺试验，讨论了用铣削和磨削加工方法代替电火花方法加工镍基高温合金异形孔的可行性。 2 工艺试验与分析 1.试验条件 切削试验在加工中心上进行，被加工异形孔的形状和尺寸见图1：异形孔的截面由6段圆弧和2段直线组成，孔深10mm。试验中分别采用以下工艺：①钻削?6mm圆孔→铣削异形孔；②钻削?6mm圆孔→磨削异形孔；③钻削?6mm圆孔→铣削异形孔→磨削异形孔。三种不同工艺过程的加工条件、工艺参数见表1。
铣 削 ↓ 磨 削 长25mm，铣刀总长100mm，柄部 直径?6mm，直柄 磨削 直径?4mm、长6mm的圆柱形氧 化铝砂轮(铬刚玉)，等级RA120， 柄部直径?3mm 1883330.05 工件材料：In718镍基高温合金 冷却液：浓度为9%的乳化液，压力30Bar 图1 异形孔的截面形状与尺寸 图2 采用不同工艺获得的异形孔表面粗糙度 1.分别采用工具显微镜和图像采集系统测量铣刀和砂轮的磨损，记录磨损形貌。用Taylor-HobsonSurtronic 3p型表面 粗糙度仪沿异形孔的轴线方向测量孔的表面粗糙度Ra。 2.结果与分析 a.对三种加工工艺过程获得的异形孔表面粗糙度进行对比，结果如图2所示：在三种工艺过程中，采用钻削 →铣削→磨削(钻削加工?6mm圆孔→低用量铣削加工异形孔→磨削异形孔)工艺所获得的异形孔的表面粗糙度最 小，而钻削→磨削(钻削加工?6mm圆孔→磨削异形孔)工艺所获得的异形孔表面粗糙度最大。试验证明：在该试验条件下采用铣削加工也能获得满足表面粗糙度要求的异形孔；钻孔后磨削加工比钻孔后铣削加工所获得的异形孔表面粗糙度精度低；铣削后再进行磨削加工可在一定程度上提高异形孔加工的表面粗糙度精度，但会增加成本，降低效率。 b.不同加工条件下的铣刀磨损和破损情况：在钻削→铣削过程中，铣削1个孔后，两把铣刀的转角处均产生 了严重的沟槽磨损和破损。采用低切削用量铣削异形孔时(v=52m/min，f=333mm/min)，铣刀产生比较明显的破损(见图3a)；而用高切削用量铣削异形孔时(v=104m/min，f=666mm/min)，铣刀的沟槽磨损更为显著(见图3b)。
国内外镍基高温合金 镍基高温合金 1、中国牌号：固溶强化型镍基高温合金 GH3007（GH5K）；GH3030（GH30）；GH3039（GH39）；GH3044（GH44）；GH3128（GH128）；GH3170（GH170）；GH3536（GH536）；GH3600（GH600）；GH3625（GH625）；GH3652（GH652）； 2、中国牌号：时效强化型镍基高温合金 GH4033（GH33）；GH4037（GH37）；GH4049（GH49）；GH4080A（GH80A）；GH4090（GH90）；GH4093（GH93）；GH4098（GH98）；GH4099（GH99）；GH4105（GH105）；GH4133（GH33A）；GH4133B；GH4141（GH141）；GH4145（GH145）；GH4163（GH163）；GH4169（GH169）；GH4199（GH199）；GH4202（GH202）；GH4220（GH220）；GH4413（GH413）；GH4500（GH500）；GH4586（GH586）；GH4648（GH648）；GH4698（GH698）；GH4708（GH708）；GH4710（GH710）； GH4738（GH738；GH684）；GH4742（GH742）； 3、美国牌号：固溶强化型镍基高温合金 Haynes 214;Haynes 230;Inconel 600; Inconel 601; Inconel 602CA; Inconel 617; Inconel 625;RA333;Hastelloy B; Hastelloy N; Hastelloy S; Hastelloy W; Hastelloy X; Hastelloy C-276; Haynes HR-120; Haynes HR-160;Nimonic 75; Nimonic 86; 4、美国牌号：沉淀硬化型镍基高温合金 Astroloy;Custom Age 625PLUS; Haynes 242; Haynes 263; Haynes R-41; Inconel 100;
镍基高温合金 浏览： 文章来源：中国刀具信息网 添加人：阿刀 添加时间：2007-06-28 以镍为基体(含量一般大于50%) 在650～1000℃范围内具有较高的强度和良好的抗 氧化、抗燃气腐蚀能力的高温合金。 发展过程 镍基高温合金(以下简称镍基合金)是30年代后期开始研制的。英国于1941年首先生产出镍基合金Nimonic 75(Ni-20Cr-0.4Ti)；为了提高蠕变强度又添加铝，研制出Nimonic 80(Ni-20Cr-2.5Ti-1.3Al)。美国于40年代中期，苏联于40年代后期，中国于50年代中期也研制出镍基合金。镍基合金的发展包括两个方面：合金成分的改进和生产工艺的革新。50年代初，真空熔炼技术的发展，为炼制含高铝和钛的镍基合金创造了条件。初期的镍基合金大都是变形合金。50年代后期，由于涡轮叶片工作温度的提高，要求合金有更高的高温强度，但是合金的强度高了，就难以变形，甚至不能变形，于是采用熔模精密铸造工艺，发展出一系列具有良好高温强度的铸造合金。60 年代中期发展出性能更好的定向结晶和单晶高温合金以及粉末冶金高温合金。为了满足舰船和工业燃气轮机的需要，60年代以来还发展出一批抗热腐蚀性能较好、组织稳定的高铬镍基合金。在从40年代初到70年代末大约40年的时间内， 镍基高温合金的发展趋势
镍基合金的工作温度从 700℃提高到1100℃，平均每年提高10℃左右。镍基高温合 金的发展趋势见图1。 成分和性能 镍基合金是高温合金中应用最广、高温强度最高的一类合金。其主要原因，一是镍基合金中可以溶解较多合金元素，且能保持较好的组织稳定性；二是可以形成共格有序的 A 3B 型金属间化合物 '[Ni 3(Al ，Ti)]相作为强化相，使合金得到有效的强化，获得比铁基高温合金和钴基高温合金更高的高温强度；三是含铬的镍基合金具有比铁基高温合金更好的抗氧化和抗燃气腐蚀能力。镍基合金含有十多种元素，其中 Cr
K417镍基铸造高温合金材料报告 K417是高强度的镍基铸造高温合金，其成分中的铝和钛含量较高，形成约占合金重量67％的γ′强化相，因而高温强度较高、塑性较好，加之其密度较低（7.8g/cm3），故特别适宜制作高温转动件。但它的组织稳定性较差，特别是当成分偏上限或铸造工艺参数控制不当时，零件在850～950℃长期工作中，有析出片状σ相的倾向。它的耐热腐蚀性能也较差，若长期高温使用，需用保护涂层 . 化学成分 Typical values(Weight %) Cr Ni Co Mo Al Ti 8.50-9.5 余14.0-16.0 2.50-3.20 4.80-5.70 4.50-5.00 Fe C Mn Si P S ≤1.0 0.13-0.22 ≤0.50 ≤0.50 ≤0.015 ≤0.010 力学性能 θ/℃持久性能拉伸性能 σb/ MPa t/h σb/ MPa δБ/% W / % 900 315 ≥70 635 6 8 物理性能 密度：7.8 g/m3 熔点：1260℃-1340℃ 磁性能：无 相近牌号 美国：IN100 技术标准 HB 5161—1988 物理数据 温度 ℃热导率W/mk 温度 ℃线膨胀系数10-6/K 132 10.87 200 13.2 419 14.23 431 13.5 661 19.25 679 13.5 760 25.94 759 14.7 947 38.49 868 15.7 1076 35.98 956 16.8 1109 41.42 1000 17.3 成形性能 用熔模铸造法可铸成壁厚小至1mm的薄壁零件也可铸造整体涡轮 焊接性能 可以进行氩弧堆焊 零件热处理工艺 1. 零件在铸态下使用; 2. 也可进行渗铝和消除应力的退火处理，处理温度低于1120℃。 表面处理工艺
镍基高温合金的特点、制备及应用 高温合金是指以铁、镍、钴为基，能在600℃以上的高温及一定应力作用下长期工作的一类金属材料。并具有较高的高温强度，良好的抗氧化和抗腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能。高温合金为单一奥氏体组织，在各种温度下具有良好的组织稳定性和使用可靠性。那么，以镍为基体(含量一般大于50%)在650～1000℃范围内具有较高的强度和良好的抗氧化、抗燃气腐蚀能力的高温合金称之为镍基高温合金（以下简称“镍基合金”）。 镍基高温合金的发展包括两个方面：合金成分的改进和生产工艺的革新。镍基高温合金是30年代后期开始研制的。英国于1941年首先生产出镍基高温合金Nimonic75(Ni-20Cr-0.4Ti)；为了提高蠕变强度又添加铝，研制出Nimonic80(Ni-20Cr-2.5Ti-1.3Al)。美国于40年代中期，苏联于40年代后期，中国于50年代中期也研制出镍基合金。50年代初，真空熔炼技术的发展，为炼制含高铝和钛的镍基合金创造了条件。初期的镍基高温合金大都是变形合金。50年代后期，由于涡轮叶片工作温度的提高，要求合金有更高的高温强度，但是合金的强度高了，就难以变形，甚至不能变形，于是采用熔模精密铸造工艺，发展出一系列具有良好高温强度的铸造合金。60年代中期发展出性能更好的定向结晶和单晶高温合金以及粉末冶金高温合金。为了满足舰船和工业燃气轮机的需要，60年代以来还发展出一批抗热腐蚀性能较好、组织稳定的高铬镍基合金。在从40年代初到70年代末大约40年的时间内，镍基高温合金的工作温度从700℃提高到1100℃，平均每年提高10℃左右。 镍基高温合金是高温合金中应用最广、高温强度最高的一类合金。其主要原因，一是镍基合金中可以溶解较多合金元素，且能保持较好的组织稳定性；二是可以形成共格有序的A3B型金属间化合物g[Ni3(Al，Ti)]相作为强化相，使合金得到有效的强化，获得比铁基高温合金和钴基高温合金更高的高温强度；三是含铬的镍基合金具有比铁基高温合金更好的抗氧化和抗燃气腐蚀能力。镍基合金含有十多种元素，其中Cr主要起抗氧化和抗腐蚀作用，其他元素主要起强化作用。根据它们的强化作用方式可分为：固溶强化元素，如钨、钼、钴、铬和钒等；沉淀强化元素，如铝、钛、铌和钽；晶界强化元素，如硼、锆、镁和稀土元素等。镍基合金按强化方式有固溶强化型合金和沉淀强化型合金。
镍基高温合金(如Iｎ718、Waｓｐaloy等）具有热稳定性好、高温强度与硬度高、耐腐蚀、抗磨损等特点，就是典型得难加工材料，常用于制作涡轮盘等发动机关键部件。由于涡轮盘就是航空发动机得关键部件之一,在应力、温度与恶劣得工作环境条件下容易产生疲劳失效，因此涡轮盘材料及制造技术就是研制高性能航空发动机得关键。由于涡轮盘上得异形孔由若干圆弧与直线组成，形状复杂，加工时要求各组成段位置准确、过渡圆滑而不产生加工转折痕迹，表面粗糙度符合工艺要求，因此该高温合金异形孔得加工就是涡轮盘加工得难点。目前，航空发动机制造商均采用电火花加工方法加工镍铬耐热合金异形孔,但就是电火花加工过程中产生得热影响层难以用普通得磨削、研磨方法去除，往往需要用磨料射流等特殊工艺去除该变质层,加工效率低，生产成本高。因此,对高效低成本得镍基高温合金异形孔加工方法得研究越来越受到人们得高度重视。 本文通过钻削、铣削与磨削工艺得不同组合、选用新型涂层刀具及适当得加工参数加工镍基高温合金异形孔得工艺试验，讨论了用铣削与磨削加工方法代替电火花方法加工镍基高温合金异形孔得可行性。 ２工艺试验与分析 1.试验条件 切削试验在加工中心上进行，被加工异形孔得形状与尺寸见图1：异形孔得截面由6段圆弧与２段直线组成,孔深10mm.试验中分别采用以下工艺:①钻削?６mm圆孔→铣削异形孔；②钻削?6mm圆孔→磨削异形孔；③钻削?６mm圆孔→铣削异形孔→磨削异形孔.三种不同工艺过程得加工条件、工艺参数见表１.
铣削↓磨削 铣磨孔 2 刃,刃长25mｍ，铣刀总长100 ｍｍ，柄部直径?6mｍ,直柄 １04６66 磨削 直径?4mm、长6mｍ得圆柱 形氧化铝砂轮(铬刚玉)，等级 RＡ１２０，柄部直径?3mm 1883330、05工件材料：In７1８镍基高温合金?冷却液：浓度为9％得乳化液,压力30Bａr ?图1 异形孔得截面形状与 尺寸 图２采用不同工艺获得得异形孔表面粗糙度 1.分别采用工具显微镜与图像采集系统测量铣刀与砂轮得磨损,记录磨损形貌。用Ｔａyｌor—HoｂｓｏnSｕrtｒｏnｉ ｃ3p型表面粗糙度仪沿异形孔得轴线方向测量孔得表面粗糙度Ｒａ。 2.结果与分析 a.对三种加工工艺过程获得得异形孔表面粗糙度进行对比,结果如图2所示:在三种工艺过程中，采用钻削→铣 削→磨削（钻削加工?６mm圆孔→低用量铣削加工异形孔→磨削异形孔）工艺所获得得异形孔得表面粗糙度最小，而钻削→磨削(钻削加工?6mm圆孔→磨削异形孔）工艺所获得得异形孔表面粗糙度最大。试验证明：在该试验条 件下采用铣削加工也能获得满足表面粗糙度要求得异形孔;钻孔后磨削加工比钻孔后铣削加工所获得得异形孔表面 粗糙度精度低;铣削后再进行磨削加工可在一定程度上提高异形孔加工得表面粗糙度精度，但会增加成本，降低效率。 b.不同加工条件下得铣刀磨损与破损情况：在钻削→铣削过程中，铣削1个孔后，两把铣刀得转角处均产生 了严重得沟槽磨损与破损.采用低切削用量铣削异形孔时(ｖ＝５2m／min，f＝333mm／ｍin),铣刀产生比较明显得破 损（见图3ａ）;而用高切削用量铣削异形孔时（v=104m/miｎ,f＝666mm/min）,铣刀得沟槽磨损更为显著(见图3b）。 ?(ａ）铣削孔１得铣刀
国内外镍基高温合金 Prepared on 24 November 2020
国内外镍基高温合金 镍基高温合金 1、中国牌号：固溶强化型镍基高温合金 GH3007（GH5K）；GH3030（GH30）；GH3039（GH39）；GH3044（GH44）；GH3128（GH128）； GH3170（GH170）；GH3536（GH536）；GH3600（GH600）；GH3625（GH625）；GH3652（GH652）； 2、中国牌号：时效强化型镍基高温合金 GH4033（GH33）；GH4037（GH37）；GH4049（GH49）；GH4080A（GH80A）；GH4090（GH90）；GH4093（GH93）；GH4098（GH98）；GH4099（GH99）；GH4105（GH105）；GH4133（GH33A）；GH4133B；GH4141（GH141）；GH4145（GH145）；GH4163（GH163）；GH4169（GH169）； GH4199（GH199）；GH4202（GH202）；GH4220（GH220）；GH4413（GH413）；GH4500（GH500）；GH4586（GH586）；GH4648（GH648）；GH4698（GH698）；GH4708（GH708）；GH4710（GH710）；GH4738（GH738；GH684）；GH4742（GH742）； 3、美国牌号：固溶强化型镍基高温合金 Haynes 214;Haynes 230;Inconel 600; Inconel 601; Inconel 602CA; Inconel 617; Inconel 625;RA333;Hastelloy B; Hastelloy N; Hastelloy S; Hastelloy W; Hastelloy X; Hastelloy C-276; Haynes HR-120; Haynes HR-160;Nimonic 75; Nimonic 86; 4、美国牌号：沉淀硬化型镍基高温合金 Astroloy;Custom Age 625PLUS; Haynes 242; Haynes 263; Haynes R-41; Inconel 100; Inconel 102;Incoloy 901; Inconel 702; Inconel 706; Inconel 718; Inconel 721; Inconel 722; Inconel 725; Inconel 751; Inconel X-750;M-252;Nimonic 80A; Nimonic 90; Nimonic 95; Nimonic 100; Nimonic 105; Nimonic 115;C-263;Pyromet 860; Pyromet 31;Refractaloy 26;Rene, 41; Rene, 95; Rene, 100;Udimet 500; Udimet 520; Udimet 630; Udimet 700; Udimet 710;Unitemp af2-1DA;Waspaloy; Hastelloy C276、Monel 400等耐蚀合金 产地:北京 型号:C276,B2,Monel 400,Ni,600 耐蚀合金系列·常用耐蚀合金系列材料 中国牌号国外牌号特性和用途 NS312Inconel 600耐高温氧化物介质腐蚀，用于热处理及化学加工工业装置 NS112Inconel 800H抗氧化物介质腐蚀，抗高温抗渗碳强度高，合成纤维工程中加热管、炉管及构件 NS322Hastelloy B-2（哈氏B2）耐强还原性介质腐蚀，改善抗晶间腐蚀性，高温中盐酸及中浓度硫酸环境中使用 NS334Hastelloy C276（哈氏C276）耐氧化性氯化物水溶液及湿氯、次氯盐酸腐蚀，用于强腐蚀性氧化-还原复合介质环境
国内外镍基高温合金标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]
国内外镍基高温合金 镍基高温合金 1、中国牌号：固溶强化型镍基高温合金 GH3007（GH5K）；GH3030（GH30）；GH3039（GH39）；GH3044（GH44）；GH3128 （GH128）； GH3170（GH170）；GH3536（GH536）；GH3600（GH600）；GH3625（GH625）；GH3652（GH652）； 2、中国牌号：时效强化型镍基高温合金 GH4033（GH33）；GH4037（GH37）；GH4049（GH49）；GH4080A（GH80A）；GH4090（GH90）； GH4093（GH93）；GH4098（GH98）；GH4099（GH99）；GH4105（GH105）；GH4133 （GH33A）； GH4133B；GH4141（GH141）；GH4145（GH145）；GH4163（GH163）；GH4169 （GH169）； GH4199（GH199）；GH4202（GH202）；GH4220（GH220）；GH4413（GH413）；GH4500（GH500）； GH4586（GH586）；GH4648（GH648）；GH4698（GH698）；GH4708（GH708）；GH4710（GH710）； GH4738（GH738；GH684）；GH4742（GH742）； 3、美国牌号：固溶强化型镍基高温合金 Haynes 214;Haynes 230;Inconel 600; Inconel 601; Inconel 602CA; Inconel 617; Inconel 625;RA333;Hastelloy B; Hastelloy N; Hastelloy S; Hastelloy W; Hastelloy X; Hastelloy C-276; Haynes HR-120; Haynes HR-160;Nimonic 75; Nimonic 86; 4、美国牌号：沉淀硬化型镍基高温合金 Astroloy;Custom Age 625PLUS; Haynes 242; Haynes 263; Haynes R-41; Inconel 100; Inconel 102;Incoloy 901; Inconel 702; Inconel 706; Inconel 718; Inconel 721; Inconel 722; Inconel 725; Inconel 751; Inconel X-750;M-252;Nimonic 80A; Nimonic 90; Nimonic 95; Nimonic 100; Nimonic 105; Nimonic 115;C-263;Pyromet 860; Pyromet 31;Refractaloy 26;Rene, 41; Rene, 95; Rene, 100;Udimet 500; Udimet 520; Udimet 630; Udimet 700; Udimet 710;Unitemp af2-1DA;Waspaloy; Hastelloy C276、Monel 400等耐蚀合金 产地:北京 型号:C276,B2,Monel 400,Ni,600
镍基高温合金的切削加工 沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司 赵秀芬 王玉华 刘 阳 王兴林山东大学机械工程学院万 熠 航空发动机零件结构复杂，而高温合金等难加工材料加工难度更大。对工件来说，复杂型面数控程序优化难，高温合金材料容易造成加工变形和让刀，使加工精度不符合要求；对刀具来说，加工镍基高温合金零件，容易造成刀具快速磨损，刀具消耗大。 现在的涡扇发动机的材料中难加工材料占绝大部分，其中高温合金有65%，其相对加工性很低。同时，航空航天发动机中叶片、机匣件等形状复杂，表面完整性要求又高，使镍基高温合金零件的切削加工更为困难。 航空发动机零件结构复杂，而高温合金等难加工材料加工难度更大。对工件来说，复杂型面数控程序优化难，高温合金材料容易造成加工变形和让刀，使加工精度不符合要求；对 一部分强化作用，此外还有一些碳化 物起强化相作用。GH4169未经时效时，基本上为单相奥氏体，组织中强化相不多，此时一般仅能应用于受力不太大的高温薄壁零件，对于高温受力零件, 如叶片、涡轮盘、 涡轮轴等，则必须经过时效处理，淬火后得到饱和的镍基奥氏体，经过时效后析出金属间化合物γ′和γ〃相以及碳化物强化相。它们呈弥散状分布于晶内（以γ′为多）和晶界处（以γ〃为多），从而强化了晶界。这种局部合金化能阻碍晶界滑动和迁移。这些强化相越多，合金强度、硬度越高，耐磨性越好。高温合金的抗拉强度要比一般合金钢高很多，尤其是其高温强度和韧性，一般到750℃才开始有明显下降，但导热系数约是钢的30%，加上大量金属间化合物γ′、γ〃的作用，使高温合金的切削加工出现切削力大、切削温度高、刀具 赵秀芬 高级工程师，现主要从事航空发动机难加材料的匹配刀具选择、高效加工、切削参数优化、刀具国产化等方面的研究。 Cutting of Nickel-Based High Temperature Alloy 刀具来说，加工镍基高温合金零件， 容易造成刀具快速磨损，刀具消耗大。 镍基高温合金材料的主要成分为镍，以GH4169为例，其镍的含量为50%～55%，其余主要元素有Fe、 Cr、Nb 等。它是以体心立方Ni3Nb （γ〃）和面心立方Ni3（Al,Ti, Nb ）（γ′）强化的镍铁基合金（通常称为镍基合金），从低温到700℃以下具有高的屈服强度、拉伸强度和持久强度。在650℃～760℃具有良好的塑性，一般认为GH4169的组织是由γ基体和NbC、γ′、γ〃、δ相组成。NbC（Ti、Nb）（CN）等碳化物数量很少，比较稳定。γ〃相数量最多，是合金的主要强化相。晶格常数为a0=3.642A，c0=7.406A，呈圆盘状在基体中弥散析出，强化作用是通过γ〃的共格畸变而实现。γ′相数量次之，呈球状弥散析出，对合金起
国内外镍基高温合金 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】
国内外镍基高温合金 镍基高温合金 1、中国牌号：固溶强化型镍基高温合金 GH3007（GH5K）；GH3030（GH30）；GH3039（GH39）；GH3044（GH44）；GH3128（GH128）； GH3170（GH170）；GH3536（GH536）；GH3600（GH600）；GH3625（GH625）；GH3652（GH652）； 2、中国牌号：时效强化型镍基高温合金 GH4033（GH33）；GH4037（GH37）；GH4049（GH49）；GH4080A（GH80A）；GH4090（GH90）；GH4093（GH93）；GH4098（GH98）；GH4099（GH99）；GH4105（GH105）；GH4133（GH33A）；GH4133B；GH4141（GH141）；GH4145（GH145）；GH4163（GH163）；GH4169（GH169）； GH4199（GH199）；GH4202（GH202）；GH4220（GH220）；GH4413（GH413）；GH4500（GH500）；GH4586（GH586）；GH4648（GH648）；GH4698（GH698）；GH4708（GH708）；GH4710（GH710）；GH4738（GH738；GH684）；GH4742（GH742）； 3、美国牌号：固溶强化型镍基高温合金 Haynes 214;Haynes 230;Inconel 600; Inconel 601; Inconel 602CA; Inconel 617; Inconel 625;RA333;Hastelloy B; Hastelloy N; Hastelloy S; Hastelloy W; Hastelloy X; Hastelloy C-276; Haynes HR-120; Haynes HR-160;Nimonic 75; Nimonic 86; 4、美国牌号：沉淀硬化型镍基高温合金 Astroloy;Custom Age 625PLUS; Haynes 242; Haynes 263; Haynes R-41; Inconel 100; Inconel 102;Incoloy 901; Inconel 702; Inconel 706; Inconel 718; Inconel 721; Inconel 722; Inconel 725; Inconel 751; Inconel X-750;M-252;Nimonic 80A; Nimonic 90; Nimonic 95; Nimonic 100; Nimonic 105; Nimonic 115;C-263;Pyromet 860; Pyromet 31;Refractaloy 26;Rene, 41; Rene, 95; Rene, 100;Udimet 500; Udimet 520; Udimet 630; Udimet 700; Udimet 710;Unitemp af2-1DA;Waspaloy; Hastelloy C276、Monel 400等耐蚀合金 产地:北京 型号:C276,B2,Monel 400,Ni,600 耐蚀合金系列·常用耐蚀合金系列材料 中国牌号国外牌号特性和用途 NS312Inconel 600耐高温氧化物介质腐蚀，用于热处理及化学加工工业装置 NS112Inconel 800H抗氧化物介质腐蚀，抗高温抗渗碳强度高，合成纤维工程中加热管、炉管及构件 NS322Hastelloy B-2（哈氏B2）耐强还原性介质腐蚀，改善抗晶间腐蚀性，高温中盐酸及中浓度硫酸环境中使用 NS334Hastelloy C276（哈氏C276）耐氧化性氯化物水溶液及湿氯、次氯盐酸腐蚀，用于强腐蚀性氧化-还原复合介质环境
国内外镍基高温合金Last revision on 21 December 2020
国内外镍基高温合金 镍基高温合金 1、中国牌号：固溶强化型镍基高温合金 GH3007（GH5K）；GH3030（GH30）；GH3039（GH39）；GH3044（GH44）；GH3128 （GH128）； GH3170（GH170）；GH3536（GH536）；GH3600（GH600）；GH3625（GH625）；GH3652（GH652）； 2、中国牌号：时效强化型镍基高温合金 GH4033（GH33）；GH4037（GH37）；GH4049（GH49）；GH4080A（GH80A）；GH4090（GH90）； GH4093（GH93）；GH4098（GH98）；GH4099（GH99）；GH4105（GH105）；GH4133 （GH33A）； GH4133B；GH4141（GH141）；GH4145（GH145）；GH4163（GH163）；GH4169 （GH169）； GH4199（GH199）；GH4202（GH202）；GH4220（GH220）；GH4413（GH413）；GH4500（GH500）； GH4586（GH586）；GH4648（GH648）；GH4698（GH698）；GH4708（GH708）；GH4710（GH710）； GH4738（GH738；GH684）；GH4742（GH742）； 3、美国牌号：固溶强化型镍基高温合金 Haynes 214;Haynes 230;Inconel 600; Inconel 601; Inconel 602CA; Inconel 617; Inconel 625;RA333;Hastelloy B; Hastelloy N; Hastelloy S; Hastelloy W; Hastelloy X; Hastelloy C-276; Haynes HR-120; Haynes HR-160;Nimonic 75; Nimonic 86; 4、美国牌号：沉淀硬化型镍基高温合金 Astroloy;Custom Age 625PLUS; Haynes 242; Haynes 263; Haynes R-41; Inconel 100; Inconel 102;Incoloy 901; Inconel 702; Inconel 706; Inconel 718; Inconel 721; Inconel 722; Inconel 725; Inconel 751; Inconel X-750;M-252;Nimonic 80A; Nimonic 90; Nimonic 95; Nimonic 100; Nimonic 105; Nimonic 115;C-263;Pyromet 860; Pyromet 31;Refractaloy 26;Rene, 41; Rene, 95; Rene, 100;Udimet 500; Udimet 520; Udimet 630; Udimet 700; Udimet 710;Unitemp af2-1DA;Waspaloy; Hastelloy C276、Monel 400等耐蚀合金 产地:北京 型号:C276,B2,Monel 400,Ni,600