铁基高温合金

1.1 高温合金1.1.1 高温合金及其发展概况高温合金是指以铁、钴、镍为基体，能在600℃以上温度，一定应力条件下适应不同环境短时或长时使用的金属材料。

具有较高的高温强度、塑性，良好的抗氧化、抗热腐蚀性能，良好的热疲劳性能，断裂韧性，良好的组织稳定性和使用可靠性。

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的可靠性，基于上述性能特点，且高温合金的合金化程度很高，故在英美称之为超合金（Superalloy）。

高温合金于20世纪40年代问世，最初就是为满足喷气发动机对材料的耐高温和高强度要求而研制的，高温合金的发展与航空发动机的进步密切相关，1939年英国Mond镍公司首先研究出Nimonic75，随后又研究出Nimonic80合金，并在1942年成功用作涡轮气发动机的叶片材料，此后该公司又在合金中加入硼、锆、钴、钼等合金元素，相继开发成功Nimonic80A、Nimonic90等合金，形成Nimonic合金系列。

如今先进航空发动机中高温合金用量已超过50%。

此外，在航天、核工程、能源动力、交通运输、石油化工、冶金等领域得到广泛的应用。

高温合金在满足不同使用条件中得到发展，形成各种系列的合金，除传统的高温合金外，还开发出一批高温耐磨、高温耐蚀的合金。

高温合金是航空发动机、火箭发动机、燃气轮机等高温热端部件的不可代替的材料，由于其用途的重要性，对材料的质量控制与检测非常严格。

高温合金的基本用途仍旧是飞行器的燃气轮发动机的高温部分，它要占先进的发动机重量的50％以上。

然而，这些材料在高温下极好的性能已使其用途远远超出了这一行业。

除了航空部件之外，规定将这些合金用于舰船、工业、陆地发电站以及汽车用途的涡轮发动机上。

具体的发动机部件包括涡轮盘、叶片、压缩机轮、轴、燃烧室、后燃烧部件以及发动机螺栓。

除了燃气发动机行业之外，高温合金还被选择用于火箭发动机、宇宙、石油化工、能源生产、内燃烧发动机、金属成形(热加工工模具)、热处理设备、核电反应堆和煤转换装置。

高温合金牌号命名规则
高温合金是一种用于在高温和极端环境下性能稳定的合金材料。

高温合金的牌号命名规则主要包括以下几个方面：
1.材料组成：
高温合金通常由多种金属元素组成，其中的基本元素包括镍(Ni)、钴(Co)、铁(Fe)和钼(Mo)等。

根据不同元素的含量和比例，高温合金
的牌号可以有所不同。

例如，牌号为Inconel 718的高温合金是由镍、铬、钨、铁等元素组成的。

2.基础材料：
高温合金可以基于不同的基础材料进行命名，如镍基合金、铁基
合金、钴基合金等。

基础材料的选择取决于合金应用的具体需求和环
境条件。

3.特殊特性：
高温合金通常具有耐高温、耐腐蚀、抗氧化、热稳定等特性。

一些高温合金的命名规则中，会根据其特殊特性进行命名，比如Hastelloy X合金，X代表其具有广泛适用性。

4.主要应用领域：
由于高温合金的特殊性能，不同的牌号通常有不同的应用领域。

例如，GH4145合金主要用于航空发动机和航天器件，GH3535合金主要用于石油化工设备和核工业等。

因此，有时候高温合金的牌号中会包含它们的主要应用领域。

5.材料特性：
高温合金的牌号中通常会包含其特定的物理或化学特性，以便更好地识别和描述其性能。

例如，Inconel 625合金中的625代表其镍基合金中含有6%的铬和2.5%的钼。

总的来说，高温合金的牌号命名规则基于材料组成、基础材料、特殊特性、应用领域和材料特性等因素。

这些规则的目的是为了方便人们理解和识别高温合金的性能特点和适用范围，从而更好地应用这些材料在高温和极端环境下。

高温合金牌号高温合金是一种高性能、高可靠性的金属材料，广泛应用于航空、航天、能源、化工、医疗等领域。

高温合金具有优异的高温强度、高温抗氧化性、高温抗腐蚀性和高温耐磨性等特点，是目前最为理想的高温材料之一。

本文将介绍几种常见的高温合金牌号及其应用。

一、GH4169GH4169是一种镍基高温合金，具有优异的高温强度、高温抗氧化性和高温抗腐蚀性。

它广泛应用于航空、航天、能源、化工等领域，例如制造高温涡轮叶片、燃气轮机叶片、高温弹簧、高温密封件等。

GH4169的化学成分为Ni-19Cr-18Fe-3Mo-1Ti-0.5Al-0.02C，其高温强度可达到980℃时的400MPa以上。

二、GH3536GH3536是一种镍基高温合金，具有优异的高温强度、高温抗氧化性和高温抗腐蚀性。

它广泛应用于航空、航天、能源、化工等领域，例如制造高温涡轮叶片、燃气轮机叶片、高温弹簧、高温密封件等。

GH3536的化学成分为Ni-36Cr-2Mo-2Ti-0.5Al-0.02C，其高温强度可达到980℃时的350MPa以上。

三、GH2132GH2132是一种镍铬铁基高温合金，具有优异的高温强度、高温抗氧化性和高温抗腐蚀性。

它广泛应用于航空、航天、能源、化工等领域，例如制造高温涡轮叶片、燃气轮机叶片、高温弹簧、高温密封件等。

GH2132的化学成分为Ni-20Cr-11Fe-3Mo-0.5Ti-0.5Al-0.02C，其高温强度可达到980℃时的300MPa以上。

四、IN718IN718是一种镍基高温合金，具有优异的高温强度、高温抗氧化性和高温抗腐蚀性。

它广泛应用于航空、航天、能源、化工等领域，例如制造高温涡轮叶片、燃气轮机叶片、高温弹簧、高温密封件等。

IN718的化学成分为Ni-19Cr-18Fe-3Mo-1Ti-0.5Al-0.02C，其高温强度可达到980℃时的400MPa以上。

五、WaspaloyWaspaloy是一种镍基高温合金，具有优异的高温强度、高温抗氧化性和高温抗腐蚀性。

高温合金简介
高温合金是一种特殊的合金材料，具有耐高温、耐腐蚀、高强度、高稳定性等特点。

它通常用于制造高温环境下的部件，如航空发动机叶片、燃烧室、航空推进器、石化设备等。

高温合金由于其优异的性能和广泛的应用，在航空、航天、能源、化工等领域得到了广泛应用。

其主要成分是镍、钼、钛、铝和铬，其中以镍基高温合金最为常见。

镍基高温合金具有优异的高温强度和耐腐蚀性能，可在高温环境下长期使用。

此外，钴基高温合金和铁基高温合金也具有优异的高温性能，但相较于镍基高温合金，其应用范围较为有限。

总之，高温合金是一种重要的材料，其优异的高温性能为航空、航天、能源、化工等领域的发展提供了坚实的支撑。

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铁基合金和镍基合金
铁基合金和镍基合金在成分、性能和应用上存在显著的差异。

铁基合金是以铁为主要基础金属，同时含有大量非铁元素的一类合金。

它们通常具有较高的强度和良好的抗氧化、抗燃气腐蚀能力。

铁基合金是高温合金中应用最广、高温强度最高的一类合金，主要应用于航空航天、汽车工业、石油化工等领域。

镍基合金则是以镍为主要基础金属，同时合金中含有大量的镍、铬、钼、钽、铁等元素。

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，这是其获得高温强度和抗氧化性的主要原因。

镍基合金主要应用于高温环境下的高强度结构件和功能件，如航空发动机的涡轮叶片、燃烧室等。

铁基铸造高温合金牌号
铁基铸造高温合金是一类在高温环境下表现出优异性能的金属材料。

它们通常由铁、镍、钴等元素组成，具有优异的耐热、抗腐蚀、抗磨损等特性，广泛应用于航空、航天、能源、化工等领域。

以下是常见的铁基铸造高温合金牌号：
1. GH1138：GH1138是一种镍基高温合金，主要由镍、铬、钼、铁等元素组成。

它具有较高的耐腐蚀性和耐高温性能，在航空、航天等领域得到广泛应用。

2. K418：K418是一种铸造钴基高温合金，主要由钴、铬、钨
等元素组成。

它具有较高的耐磨损性和抗氧化性能，在航空、航天发动机等领域得到广泛应用。

3. FGH95：FGH95是一种铸造镍基高温合金，主要由镍、钼、铬、钛等元素组成。

它具有较高的耐腐蚀性和抗高温性能，在石油化工、航空等领域得到广泛应用。

4. MAR-M247：MAR-M247是一种铸造镍基高温合金，主要
由镍、钼、铬、钛等元素组成。

它具有较高的耐热性和抗氧化性能，在航空、航天等领域得到广泛应用。

5. CMSX-4：CMSX-4是一种单晶铸造镍基高温合金，主要由镍、铬、钼等元素组成。

它具有较高的耐热性和抗氧化性能，在航空、航天等领域得到广泛应用。

6. FSX-414：FSX-414是一种铸造钴基高温合金，主要由钴、铬、钨等元素组成。

它具有较高的耐磨损性和抗氧化性能，在航空、航天发动机等领域得到广泛应用。

以上是常见的铁基铸造高温合金牌号，它们在不同领域都有广泛的应用。

随着科技的不断发展，铁基铸造高温合金的性能和应用领域还将不断拓展和完善。

Ch6 耐热钢和铁基高温合金.ppt1、Chapter6耐热钢和铁基高温合金主要内容第一节珠光体型热强钢第二节马氏体型热强钢第三节铁素体型、奥氏体型及沉淀硬化型耐热钢第四节铁基高温合金Chapter6耐热钢和铁基高温合金基本要求：了解耐热金属材料的工作条件及性能特点；耐热钢及铁基高温合金的合金化及其热处理；常用耐热钢和铁基高温合金。

重点和难点：耐热钢及铁基高温合金的性能特点及合金化原理。

Chapter6耐热钢和铁基高温合金背景:耐热钢和高温合金是指在高温下工作并具有肯定强度和抗氧化、耐腐蚀能力的金属材料。

6.0引言6.0引言Chapter6耐热钢和铁基高温合金对蒸汽轮机和锅炉2、来讲：在本世纪30~40年月蒸汽温度不过400~450℃，蒸汽压力不过近100大气压；如今蒸汽温度已达650℃，蒸汽压力也高达340大气压以上，因此所使用的金属材料也从低碳钢进展到冗杂的各类合金钢。

6.0引言Chapter6耐热钢和铁基高温合金耐热钢的分类按合金元素多少可分为两类：一类是在低合金结构钢基础上进展起来的低合金珠光体型热强钢；另一类是在不锈钢基础上进展起来的高合金专用耐热钢。

专用耐热钢按对使用性能的要求可以分为：热强钢和热稳定钢。

Chapter6耐热钢和铁基高温合金6.0引言热强钢是指在高温下有肯定抗氧化能力并具有足够强度而3、不产生大量变形或断裂的钢种，如高温螺栓、涡轮叶片等。

它们工作时要求承受较大的载荷，失效的主要缘由是高温下强度不够。

热强钢广泛用于制造锅炉管道、紧固件、汽轮机转子、叶片、排气阀等。

Chapter6耐热钢和铁基高温合金6.0引言热稳定钢是指在高温下抗氧化或抗高温介质腐蚀而不破坏的钢种，如炉底、炉栅等。

它们工作时的主要失效形式是高温氧化，而单位面积上承受的载荷并不大，故又称抗氧化钢。

热稳定钢广泛用于工业炉中的构件、炉底板、马弗罐、料架、辐射管等。

Chapter6耐热钢和铁基高温合金6.0引言按组织的晶体结构特征可以分为：奥氏体型铁素体型马氏体4、型沉淀硬化型Chapter6耐热钢和铁基高温合金6.0引言奥氏体型、铁素体型钢大都用于要求抗氧化性较高的场合；马氏体型和沉淀硬化型钢则多用于要求高温强度较高的场合。

高温合金高温合金又叫热强合金、超级合金。

按基体组织材料可分为三类：铁基、镍基和铬基。

按生产方式可分为变形高温合金与铸造高温合金。

按强化机理可分为碳化物强化、固溶强化、时效强化和弥散强化。

一般用于航空发动机耐高温材料的制造，特别是喷气发动机最后两级压气机和最初两级涡轮叶片、燃烧室、加力燃烧室、涡轮盘、涡轮叶片及紧固件的制造。

是重要战略物资，各航空大国都在极其保密的条件下研制。

随着科技事业的发展，高温合金逐渐形成六个较为完整的部分。

一、变形高温合金变形高温合金是指可以进行热、冷变形加工，工作温度范围-253～1320℃，具有良好的力学性能和综合的强、韧性指标，具有较高的抗氧化、抗腐蚀性能的一类合金。

按其热处理工艺可分为固溶强化型合金和时效强化型合金。

1、固溶强化型合金使用温度范围为900～1300℃，最高抗氧化温度达1320℃。

例如GH128合金，室温拉伸强度为850MPa、屈服强度为350MPa；1000℃拉伸强度为140MPa、延伸率为85%,1000℃、30MPa 应力的持久寿命为200小时、延伸率40%。

固溶合金一般用于制作航空、航天发动机燃烧室、机匣等部件。

2、时效强化型合金使用温度为-253～950℃，一般用于制作航空、航天发动机的涡轮盘与叶片等结构件。

制作涡轮盘的合金工作温度为-253～700℃,要求具有良好的高低温强度和抗疲劳性能。

例如：GH4169合金，在650℃的最高屈服强度达1000MPa；制作叶片的合金温度可达950℃，例如：GH220合金，950℃的拉伸强度为490MPa，940℃、200MPa的持久寿命大于40小时。

变形高温合金主要为航天、航空、核能、石油民用工业提供结构锻件、饼材、环件、棒材、板材、管材、带材和丝材。

二、铸造高温合金铸造高温合金是指可以或只能用铸造方法成型零件的一类高温合金。

其主要特点是：1. 具有更宽的成分范围由于可不必兼顾其变形加工性能，合金的设计可以集中考虑优化其使用性能。