下载文档原格式
高温合金的热腐蚀机理及其防护措施一、高温合金的概念及用途高温合金是指在高温、高氧环境下仍能保持优异性能的合金材料。
它具有高温抗氧化、高强度、高韧性、高耐腐蚀性等特点，广泛应用于航空、航天、化工、电力、石化等领域。
二、高温合金的热腐蚀机理在高温、高氧、高湿、高盐等极端环境下，高温合金容易受到热腐蚀的影响，导致其性能下降或失效。
其主要热腐蚀形式包括氧化腐蚀、硫化腐蚀、氯化物腐蚀、碳酸盐腐蚀等。
1.氧化腐蚀氧化腐蚀是高温合金在高温氧化气氛中所遭受的最常见形式的腐蚀，它是指合金表面发生的氧化反应，生成氧化物层。
氧化层沿晶腐蚀现象也是氧化腐蚀的一种重要表现。
2.硫化腐蚀硫在高温燃烧的过程中，容易形成SO2等硫化性气体，这些气体与含硫化合物和水蒸气等反应，形成比氧化层更为薄的硫化层，引起高温合金材料内部的腐蚀问题。
3.氯化物腐蚀氯化物腐蚀是一种以氯离子作为催化剂的高温热腐蚀形式。
在大气中能够形成氯离子的化合物有盐酸、NaCl、KCl等。
氯化物在高温下能和金属表面反应，产生不溶于氯化物的金属氯化物或在金属表面形成氯化物纹理。
4.碳酸盐腐蚀碳酸盐腐蚀是在高温下由于含有CO2和氧气的气氛而形成的一种腐蚀现象。
碳酸盐腐蚀主要发生在高温下氧化和硫化气氛之外的环境中，通常在电站汽轮机和炉膛中发生。
三、高温合金的防护措施高温合金在使用过程中，应采取以下防护措施：1.涂层技术涂层技术是目前最常用的高温合金防腐蚀措施之一。
涂层材料的主要性能表现为抗氧化、抗腐蚀、高耐热性能、抗磨损、涂层附着度好等。
2.氩弧焊堆焊技术氩弧焊堆焊技术是一种高温合金受腐蚀的修复方法。
通过采用氩弧焊堆焊技术，将高温合金无损修复，伸长其使用寿命。
3.添加合金元素合理添加合金元素能够提高高温合金的耐腐蚀性能。
比如，添加Cr、Si等元素能够增强氧化膜的稳定性；添加Al能够增加材料的高温强度等。
4.正常维护正常维护也是高温合金防护的重要措施，如灰尘清理、水分控制、及时更换受腐蚀部件等。
高温合金方面的经典著作在高温合金领域，有一些经典的著作对该领域的发展和研究产生了重要影响。
以下是其中一些著名的著作："High-Temperature Ordered Intermetallic Alloys"（高温有序金属间化合物合金）：这本书是由Yoshihide Watanabe和Masaharu Yamaguchi等人合著的，于1991年出版。
该书系统地介绍了高温有序金属间化合物合金的研究进展、合金设计原则和性能特点。
"Superalloys: A Technical Guide"（超级合金：技术指南）：这本书是由Eric S. Huron 和David N. Duhl等人合著的，于1984年出版。
该书详细介绍了超级合金的组成、制备、性能和应用领域，是该领域的经典参考书之一。
"High-Temperature Oxidation and Corrosion of Metals"（金属的高温氧化和腐蚀）：这本书是由David John Young合著的，于2008年出版。
该书系统地介绍了金属在高温下的氧化和腐蚀行为，包括机理、影响因素和防护措施等内容。
"High-Temperature Corrosion and Materials Chemistry"（高温腐蚀和材料化学）：这本书是由Inga A. Bergstrom和David G. Pettifor等人合著的，于2008年出版。
该书综合了高温腐蚀和材料化学的知识，探讨了高温环境下材料的腐蚀机理和材料设计原则。
这些经典著作在高温合金领域提供了重要的理论基础和实践指导，对于研究人员和工程师在高温环境下材料的选择、设计和应用具有重要的参考价值。
高温合金单晶母合金
嘿，同学们！今天咱们来聊聊高温合金单晶母合金。
这东西听起来是不是有点高大上？其实啊，它就是一种特别厉害的材料。
简单说，高温合金单晶母合金就是在高温环境下依然能保持优异性能的金属材料的“妈妈”。
高温合金单晶母合金的特点
它的特点可多啦！它的耐高温性能超级强，就像一个不怕热的勇士，在高温下也能稳定工作。
它的强度和硬度都很棒，能承受巨大的压力和磨损。
还有哦，它的抗氧化和抗腐蚀性能也很出色，不容易被氧化和腐蚀。
高温合金单晶母合金的用途
这玩意儿用途可广啦！在航空航天领域，它能用来制造发动机的叶片，让飞机飞得更高更快更安全。
在能源领域，像核电站的一些关键部件也会用到它。
而且在汽车工业中，它也能发挥重要作用，提升汽车发动机的性能。
高温合金单晶母合金虽然名字有点复杂，但真的是一种超级厉害的材料，为我们的科技发展做出了很大的贡献！。
高温合金的强化机理
1高温合金简介
高温合金（High Temperature Alloy，HTA）是指在高温下具有一定力学性能、抗氧化、耐腐蚀等性能的合金。
它们一般应用在高温环境下的机械零件、航空发动机、石油化工、核工业等方面。
2强化机理
高温合金的强化机理主要有固溶强化、析出强化、位错强化和复合强化。
2.1固溶强化
在合金的晶粒中加入其他元素，使其固溶在基体中，形成固溶体。
固溶体的强度依赖于固溶度、形成的合金相种数、稳定性和晶粒尺寸等因素。
2.2析出强化
析出强化是指在基体固溶体中析出出二次相（粒子），使合金的强度和硬度增加。
析出相和基体之间存在内应力，所以析出相尺寸越小，强度越高。
2.3位错强化
在晶体中存在不同形式的位错，合金中加入其他元素会影响位错的生成、滑移和交错。
合金中存在大量的位错，使其发生滑移、蠕变
时，位错将相互堵塞，形成应力界面，从而增加合金的强度和塑性变形能力。
2.4复合强化
合金中加入钛、铌、钨等元素，通过在晶粒界面和析出相中形成复合相颗粒，使合金同时具有固溶强化、析出强化和位错强化的效果。
3应用
高温合金因其在高温下的优异性能，超越了传统工程材料的应用界限。
在该领域中，它有着广泛的应用前景，特别是在航空发动机上的应用中发挥了非常重要的作用。
此外，高温合金还可以应用在炼油、化工、烟气脱硝、火电等领域。
高温合金材料发展现状与趋势高温合金是指具有优异的高温强度、高温蠕变和高温抗氧化性能的材料。
这些材料被广泛应用于航空航天、火箭、汽车、能源、化工和核工业等领域。
随着这些领域对高温材料需求的不断增加，高温合金材料也因此得到了广泛的关注和研发。
本文旨在对高温合金材料的发展现状和未来趋势进行探讨。
一、高温合金材料的分类高温合金材料主要可分为镍基高温合金、铬基高温合金和钛基高温合金。
其中镍基高温合金是应用最为广泛的一类高温合金。
镍基高温合金具有强的抗氧化性、良好的高温蠕变和高温疲劳性能、优异的耐腐蚀性、高的热强度和热稳定性等优点，被广泛应用于各种高温领域。
二、高温合金材料的发展现状高温合金材料的发展历程可以追溯到20世纪50年代。
在此以前，主要采用的是铁基合金，但铁基合金存在工作温度范围狭窄、低温下脆性易剥落等缺点。
20世纪50年代中期，美国医生·布拉斯特博士首次成功研制出镍基合金，开创了高温合金材料的新时代。
70年代至80年代之间，欧美日等国的高温合金技术突飞猛进，并得到广泛推广应用。
目前，高温合金材料已经具备了广泛的应用场景和应用前景，尤其是在航空航天、火箭、船舶、发电等领域。
随着材料科学技术的逐步提高，未来高温合金的研究和应用将更加广泛，发展也将日益壮大。
三、高温合金材料的未来趋势1. 单晶高温合金材料将得到广泛应用单晶高温合金材料是指各向同性粉末冶金高温合金，具有耐蠕变和循环寿命长、耐热劣化和抗氧化性能好的特点。
单晶高温合金材料主要应用于高温部件上，例如发动机涡轮叶片、转子盘、燃烧室内强制部件等方面。
2. 复合材料和纳米材料将成为研究热点复合材料和纳米材料将成为高温合金材料的研究热点。
复合材料具有优良的力学性能和耐热性能，可以制备成薄壁结构材料和非对称结构材料等多种形状的零部件。
纳米材料具有优异的力学性能和微观结构特性，可以强化高温合金材料的高温强度和热稳定性能。
3. 新型高温合金材料将不断发展新型高温合金材料将不断涌现，例如具有先进内部组织结构的超高温合金材料和低密度强韧高温合金材料等。
高温合金贫化层的形成原因
高温合金贫化层的形成原因可以从多个角度进行分析。
首先，
高温环境下，金属材料容易发生氧化反应，形成氧化物贫化层。
这
是因为在高温条件下，金属表面的氧化反应速率增加，导致氧分子
与金属表面发生化学反应，形成氧化物。
其次，高温环境中可能存
在其他气体或化合物，如硫化物、氯化物等，这些物质也会与金属
表面发生反应，形成相应的贫化层。
另外，高温合金在高温、高压
和腐蚀性气体的作用下，可能发生金属晶粒的析出、扩散和再结晶，从而形成贫化层。
此外，金属材料在高温条件下可能会受到机械应
力的影响，导致晶界和晶内的原子重新排列，形成贫化层。
总的来说，高温合金贫化层的形成是由于高温环境下金属表面的氧化、化
学反应、晶界扩散和机械应力等多种因素共同作用的结果。
要有效
减少贫化层的形成，可以通过合理设计合金成分、表面涂层保护、
控制工艺参数等方式来加以防范和处理。
高温合金生产新工艺新技术高温合金是指在高温下（通常超过600°C）具有良好的抗氧化性、抗腐蚀性和机械性能的合金材料。
它们广泛应用于航空发动机、燃气轮机、工业炉等高温环境下的关键部件。
随着技术的进步，高温合金的生产工艺和技术也在不断发展，以提高合金的性能和降低成本。
以下是一些高温合金生产中的新工艺和技术。
1.粉末冶金技术：粉末冶金技术是一种生产高温合金的先进方法，它使用金属粉末作为原料，通过粉末压制和烧结工艺制成合金部件。
这种方法可以实现复杂形状的制造，减少材料浪费，并且可以在较低的温度下生产出具有优异性能的高温合金。
2.电子束熔炼（EBM）：电子束熔炼是一种在真空或惰性气体环境中使用电子束加热和熔化金属的方法。
这种方法可以生产出纯净度高、成分均匀的高温合金，并且可以减少氧化和污染。
3.真空感应熔炼（VIM）：真空感应熔炼是利用电磁感应原理在真空中熔炼金属的技术。
它可以生产出高质量的熔炼高温合金，并且有助于减少气体和杂质的含量。
4.真空电弧熔炼（VAR）：真空电弧熔炼是使用电弧加热在真空中熔炼金属的技术。
这种方法可以生产出高纯净度和高均匀性的高温合金。
5.挤压和锻造技术：通过挤压和锻造技术可以生产出形状复杂、尺寸精度高的高温合金部件。
这些技术可以改善合金的微观结构和性能。
6.热处理和热加工技术：热处理和热加工技术的发展可以提高高温合金的性能。
通过精确控制加热、保温和冷却过程，可以获得所需的微观结构和性能。
7.表面处理技术：表面处理技术，如电镀、阳极氧化和涂层，可以提供额外的保护层，增强高温合金的抗氧化性和抗腐蚀性。
8.计算机模拟和优化：计算机模拟和优化技术可以帮助设计人员在合金设计和生产过程中做出更准确的决策。
通过模拟合金的微观结构和性能，可以优化合金的成分和生产工艺。
这些新工艺和技术的应用不仅提高了高温合金的性能，还提高了生产效率，降低了成本，并有助于实现更可持续的生产方式。
随着技术的不断进步，未来高温合金的生产将更加高效和环境友好。
k417g高温合金成分K417G高温合金是一种镍基合金，具有优异的高温力学性能和抗氧化、耐腐蚀性能。
它主要由镍、铬、钼等合金元素组成，可以在高温环境下保持较高的强度和耐久性。
本文将从合金成分、高温力学性能和抗氧化、耐腐蚀性能三个方面对K417G高温合金进行详细介绍。
一、合金成分K417G高温合金的主要成分是镍和铬，其中镍的含量在50%以上，铬的含量在15%左右。
此外，还含有少量的钼、钛、铝等合金元素。
这些合金元素的加入可以提高合金的高温强度、耐蠕变性和抗氧化性能，同时改善其耐腐蚀性能。
二、高温力学性能K417G高温合金具有优异的高温力学性能，可以在高温环境下保持较高的强度和耐久性。
在高温下，合金中的合金元素会形成强有力的固溶体和弥散相，阻碍晶界的扩散和滑移，从而提高合金的塑性和抗变形能力。
此外，合金中的钼元素可以提高合金的高温强度和耐蠕变性，钛和铝元素可以提高合金的热稳定性和耐热疲劳性能。
三、抗氧化、耐腐蚀性能K417G高温合金具有良好的抗氧化和耐腐蚀性能。
在高温环境下，合金表面会形成一层致密的氧化膜，起到隔绝氧气和高温腐蚀介质的作用，从而保护合金基体不被氧化和腐蚀。
此外，合金中的铬元素可以形成致密的氧化铬层，进一步提高合金的抗氧化和耐腐蚀性能。
K417G高温合金是一种具有优异高温力学性能和抗氧化、耐腐蚀性能的镍基合金。
其合金成分中含有镍、铬、钼等合金元素，这些元素的加入可以提高合金的高温强度、耐蠕变性和抗氧化性能，同时改善其耐腐蚀性能。
在实际应用中，K417G高温合金被广泛应用于航空航天、石油化工、能源等领域，用于制造高温工作环境下的零件和设备，发挥其优异的性能，确保设备的安全运行和长寿命。
GH690高温合金标准GH690高温合金标准概述GH690是一种Ni-Cr-Co基高温合金，具有优良的耐高温性能和抗氧化性能，以及良好的冷热加工性能和焊接性能。
该合金在高温下具有优异的强度和蠕变性能，适用于制造在高温环境下工作的航空发动机零件和其他高温部件。
化学成分GH690合金的化学成分如表1所示。
表1 GH690合金的化学成分（质量分数）（%）物理性能GH690合金的物理性能如表2所示。
表2 GH690合金的物理性能机械性能GH690合金在不同温度下的拉伸性能如表3所示。
表3 GH690合金在不同温度下的拉伸性能疲劳性能GH690合金的疲劳性能如表4所示。
表4 GH690合金的疲劳性能耐腐蚀性能GH690合金具有良好的抗氧化性和耐腐蚀性能。
在高温环境下，合金表面会形成一层致密的氧化膜，可以有效防止进一步氧化和腐蚀。
此外，合金中的Cr和Co元素可以提高抗腐蚀性能。
制造与加工GH690合金可以采用传统的熔炼和铸造技术制备，如电弧炉熔炼、真空熔炼等。
加工过程中应控制加热温度和冷却速度，以避免产生裂纹和其他缺陷。
该合金可以进行锻造、轧制、挤压和切割等加工。
热处理GH690合金可以通过热处理来优化其力学性能和耐腐蚀性能。
常用的热处理制度包括固溶处理和时效处理。
固溶处理是将合金加热至高温单相区，然后快速冷却，使溶质原子充分固溶在固溶体中。
时效处理是将固溶处理后的合金在较低温度下保温一定时间，使溶质原子析出，形成强化相，从而提高合金的强度和硬度。
应用与限制GH690高温合金广泛应用于航空发动机、燃气轮机和其他高温部件的制造，如燃烧室、涡轮叶片、涡轮盘等。
其优良的耐高温性能和抗氧化性能使其能够在高温环境下保持稳定的性能。
然而，该合金的成本较高，限制了其在一些领域的应用。
此外，由于GH690合金中含有较高的Co元素，可能导致资源稀缺和环境问题，因此在实际应用中需权衡其可持续性问题。
718高温合金锻造温度718高温合金是一种重要的金属材料，在航空航天、能源等领域具有广泛的应用。
而合金的锻造温度是其性能和质量的重要保证。
下面将为大家细致介绍718高温合金的锻造温度以及相关的知识。
首先，718高温合金的锻造温度是指合金在进行锻造过程中的加热温度。
718高温合金的锻造温度一般在950℃至1160℃之间，具体温度根据合金的成分和用途而有所不同。
在锻造过程中，合金需要达到足够的温度以保证其能够良好地塑性变形。
其次，718高温合金的锻造温度的选择需要考虑多种因素。
首先是合金的成分，不同成分的合金对温度的要求可能有所不同。
其次是合金的应用领域和要求，不同的应用领域对合金的性能有不同的要求，因此锻造温度也会有所不同。
此外，还需要考虑合金在高温下的热变形行为，以及锻造工艺的要求等因素。
高温合金的锻造温度的确定需要通过实验和实际生产经验来进行。
在实验室中，可以通过热物性测试、热膨胀系数测试等手段来获取合金在高温下的性能参数，进而确定适合的锻造温度。
在实际生产中，工艺人员需要根据合金的特性和工艺要求，结合实际情况进行调整和优化。
在锻造过程中，合金的温度控制非常重要。
合金的加热速度和保温时间都会影响合金的组织结构和性能。
过高或过低的温度都可能导致合金的质量不达标。
因此，在锻造过程中，需要严格控制加热速度和保温时间，确保达到合适的锻造温度。
总之，718高温合金的锻造温度是其性能和质量的关键指标。
通过合适的锻造温度可以得到满足要求的合金制品。
因此，在实际生产中，需要工艺人员根据实际情况和经验，严格控制锻造温度，以确保合金的性能和质量。
同时，也需要不断进行研究和实验，优化合金的锻造温度，提高合金的性能和应用范围。
这些工作不仅对于718高温合金的生产和应用具有重要意义，也对于推动材料科学和工艺技术的发展起到了积极的推动作用。
高温合金的工作温度范围
高温合金的工作温度范围因类型而异。
变形高温合金的工作温度范围为-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。
而固溶强化型合金的使用温度范围为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%。
镍基高温合金主要成分为Ni、Co、Cr、W、Mo、Re、Ru、Al、Ta、Ti等元素，基体为镍元素，含量在60%以上，主要工作温度段在950℃-1100℃，在此温度段内服役时，其有较高的强度，较强的抗氧化能力以及抗腐蚀能力。
此外，高温合金分为三类材料：760℃高温材料、1200℃高温材料和1500℃高温材料，抗拉强度800MPa。
或者说是在760--1500℃以上及一定应力条件下长期工作的高温金属材料，具有优异的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能，已成为军民用燃气涡轮发动机热端部件不可替代的关键材料。
以上信息仅供参考，具体工作温度范围会受到多种因素影响，如有需求，建议查阅高温合金的规格书或者与相关从
业者沟通获取。
高温合金是什么高温合金是什么凡在应力及高温(一般指600~650摄氏度以上)同时作用下，具有长时间抗蠕变能力与高的持久强度和高的抗蚀性的金属材料，称为耐热合金或高温合金。
常用的有铁基合金、镍基合金、钴基合金，还有铬基合金、钼基合金及其他合金等。
高温合金是制造燃汽轮机、喷气式发动机等高温下工作零部件的重要材料。
高温合金是在高温严酷的机械应力和氧化、腐蚀环境下应用的一类合金。
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,700?,要求具有良好的高低温强度和抗疲劳性能。
例如:涡轮盘的合金工作温度为-253GH4169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。
高温合金熔炼工艺高温合金是一种能够在极高温度下保持的化学和物理性质的特殊合金。
由于高温合金的特殊性质，在航空、能源等领域都有广泛的应用。
高温合金的熔炼工艺是制取这种合金的关键。
高温合金的熔炼工艺主要包括三个步骤：原料准备、熔炼和精炼。
一、原料准备：高温合金的原料主要是金属粉末和化学元素。
这些原料经过前期的处理后，将得到混合好的粉末。
高温合金的原材料粉末应该具有大致相等的大小和分布，这样才能使得溶解更加均匀。
此外，还需要在原料中添加一些助剂，用于调节熔化温度和防止氧化。
二、熔炼：熔炼是高温合金制备过程中最关键的一步。
它能够将高温合金的原料焊接在一起，并使其获得合适的形态。
高温合金的熔炼温度非常高，通常在1500℃至1700℃之间。
这是因为高温合金具有高熔点，需要使用高温来使其溶解。
高温合金的熔炼通常是采用熔融金属焊接方式。
在熔融金属焊接中，需要对原材料进行预处理和特殊的喷粉加工，然后将其塞入熔融熔炉中进行熔炼。
在高温下，金属粉可以熔化和相互连接，这样就形成了一个大块的高温合金。
三、精炼：精炼是高温合金熔炼过程中的最后一步。
它能够消除熔炼过程中存在的杂质和氧化物，提高金属的纯度和性能。
目前主要采用真空精炼、惰性气体保护等方式进行高温合金的精炼工艺。
真空精炼是通过在密闭的真空环境中将高温合金加热至高温，然后进行抽气、氮气氧化、除杂和精炼等过程。
惰性气体保护是在熔池表面喷上惰性气体防止氧化。
此外，还可以使用高灌注的技术，在熔融状态下加入惰性气体，应用控制技术和金属反应技术使其达到预期效果。
总之，高温合金熔炼工艺是高温合金制备过程中的重要步骤之一。
它要求制备出的高温合金具有合适的性能和纯度。
因此，对于合金的制备过程需要加以重视。
高温合金固溶处理升温速度
高温合金是一类具有优异耐热性能的金属材料，通常用于高温、高压和腐蚀性环境下的工程应用。
固溶处理是高温合金的一种热处
理工艺，通过加热合金至固溶温度，使合金中的固溶体溶解于基体中，然后经过适当的冷却过程，以达到改善合金的力学性能和耐热
性能的目的。
而升温速度在固溶处理过程中扮演着重要的角色。
首先，升温速度会影响固溶体的溶解速度。
较快的升温速度可
以促进固溶体的快速溶解，有利于形成均匀的固溶体溶解体，从而
提高合金的强度和塑性。
其次，升温速度还会影响合金的晶粒尺寸。
较快的升温速度有
助于减小晶粒尺寸，提高合金的强度和韧性，减少晶界的弥散相析出，从而提高合金的抗蠕变性能。
另外，升温速度还会影响合金的组织均匀性。
较快的升温速度
有助于减少合金中的偏析和偏聚现象，使固溶处理后的合金组织更
加均匀，提高了合金的整体性能。
需要注意的是，过快的升温速度也可能导致合金内部产生过大
的应力，甚至引起变形和裂纹。
因此，在实际应用中，需要根据具体合金的成分和工艺要求，合理控制固溶处理的升温速度，以达到最佳的处理效果。
高温合金的成分设计
定义（一笔带过）---特性---高温性能要求----成分设计
成分设计我们先对高温合金分类（Co基高温合金、Ni基高温合金、Fe基之类的）-----每一类里面进行成分设计，改了成分之后性能就会随之发生变化（体现在为微观组织和宏观应用）
可以着重看5.6节的P26，P32~33，P37~42，P47~50
3.4节的P3，P12，P22，P33，P48
1.2节的P4，P29，P41~44
高温合金定义：
是指以铁、钴、镍等金属为基体，能在600℃以上高温、较大复杂应力条件下适应不同环境短时或长时使用的金属材料。
以Ni（1450℃）、Co（1480℃）、Mo（2620℃）等高熔点金属为基体，加入其它元素构成的在高温下使用的金属材料。
（两句话糅合起来）
性能：
具有较高的高温强度、塑性；良好的抗氧化、抗热腐蚀性能；良好的热疲劳性能和断裂韧性；良好的组织稳定性和使用可靠性。
主要特点
1.高温强度高：镍基高温合金中的强化相数量可高达60~70vol.%，强化效果显著。
2.组织稳定性高：FCC基体，不易产生有害相，数量大且与基体共格性好，性能对尺寸的影响不敏感。
3.合金化程度高：含有Cr、Co、Mo、W、B、Zr、Ta、V、Al、Ti等十多种元素，起固溶强化、第二相强化、晶界强化等综合强化作用。
4.耐蚀性好：耐中性、酸性、碱性、氧化及还原介质的的腐蚀，耐高温腐蚀和氧化。
5.铸造镍基高温合金可进一步提高合金化程度，从而具有更高的高温强度，其使用温度已接近1100℃。
高温性能要求：高温合金工作在600~1200℃，高温性能要求：高温下的力学性能、高温下的抗腐蚀性能；高温下的力学性能包括蠕变、持久强度、热疲劳、松弛；
思路：提高抗氧化、硫化、氮化、碳化、热腐蚀性，可采用在合金中加入其它元素，或在合金表面涂层的方法。
如在合金的表面渗铝、渗硅或铬铝、铬硅共渗，陶瓷涂层等。
成分设计以提高性能：
结构强化——固溶强化
加入其它元素，如不同原子尺寸的元素Co、W、Mo等，引起基体金属的点阵畸变；W、
Mo可减缓基体金属扩散，Co降低合金基体的堆垛层错能，从而提高的高温稳定性。
结构强化——沉淀强化
通过高温固溶后淬火时效的方法，使过饱和的固溶体中析出共格第二相的γ’、γ’’、碳化物等细小颗粒均匀分布于基体上，阻碍位错运动，起到强化作用。
结构强化——晶界强化
必须找到一个平衡点。
因为晶粒过度细化，会使得蠕变强度和断裂强度的降低，晶粒过大会降低抗拉强度。
为了提高晶界的高温强度，通常采用控制有害杂质，加入为了的B、Zr 或稀土元素，强化晶界
结构强化——碳化物和氧化物强化
通过粉末冶金方法，在合金中加入高温下保持稳定的细小氧化物颗粒，如ThO2、Y2O3、A2O3等，呈弥散分布，起到钉扎位错和阻碍位错运动的作用。
铁基高温合金
由奥氏体不锈钢发展而来，在18-8型不锈钢中加入钼、铌、钛等合金元素，使其在500~700℃温度下的持久强度提高。
合金的主要组分为Fe，并含有相当数量的Cr和Ni，通常Ni含量大约为25%~55%，Ni+Fe ≥65%为基，尽可能含有少量的Mo和W。
因为铁基高温合金中镍含量较高，所以也称铁-镍基高温合金。
Ni：起稳定奥氏体的作用
Cr：起提高合金抗氧化性、抗燃气腐蚀性的作用
Mo和W：起强化晶界的作用
Al、Ti、Nb：起沉淀硬化的作用
镍基高温合金
以镍为基体的奥氏体型合金。
wNi>50%，在700~1000℃范围内使用。
在使用温度下具有较高的强度，优良的抗氧化和抗腐蚀性，是应用最广泛的高温合金。
按工艺分类四类：变形、铸造（定向、单向、共晶）、弥散强化机械合金化、快速凝固粉末合金
优点：可溶解较多的元素，具有较好的组织稳定性，高温强度较高，比铁基高温合金有更好的抗氧化性和抗腐蚀性。
镍基高温合金发展的必然性：
①从室温到熔点，镍都是稳定的fcc结构。
对高温成分不会造成复杂的相变；
②低的热扩散率；高温下组织稳定；
③hcp结构如Co密度大，成本高；bcc结构Cr易脆；
合金元素数量一般多于10个。
大部分合金包含大量的Cr，Co，Al，Ti。
经常也含少量的B，Zr和C。
也会添加一些其他元素，只不过不是所有合金都含有这些元素，包括过渡元素中5d区的Re，W，Ta，Hf和4d区的Ru，Mo，Nb和Zr。
某些含有很高比例的Fe的高温合金，例如IN718和IN706，应该被称作Ni-Fe高温合金。
第一类元素包括Ni、Co、Fe、Cr、Ru、Mo、Re和W，它们构成了稳定的奥氏体γ相。
第二类元素Al、Ti、Ni和Ta有较大的原子半径，从而构成有序相，例如Ni3(AL,Ta,Ti)化合物，也就是γ′相。
B、C和Zr为第三类元素，由于它们的原子尺寸与Ni相差较大，它们往往使γ相晶界分离。
Cr、Mo、W、Ni、Ta和Ti都是很强的碳化物形成元素，Cr和Mo促进硼化物的形成。
镍基高温合金成分设计方案：
以γ相为基体；添加Al、Ti、Nb、Ta等形成γ’相进行强化，γ’相数量较多，有的合金高达60%；加入Co能提高γ’相的溶解温度，提高合金的使用温度；Mo、W、Cr具有
强化固溶体的作用，Cr、Mo、Ta还能形成一系列对晶界产生强化作用的碳化物；Al和Cr有助于抗氧化能力，但Cr降低γ’相的溶解度和高温强度，因此Cr含量应低些；Hf：改善合金中温塑性和强度；为了强化晶界，添加适量B、Zr等元素。
镍基高温合金成分优化：
镍基单晶高温合金成分发展的特征
①晶界强化元素C、B、Zr、Hf等从完全去除转为限量使用；
②晶界强化素C、B、Zr、Hf；
③Cr的含量减少；（该元素增加TCP相形成的倾向性）；
镍基单晶高温合金成分发展的要点
①γ′相形成元素如Al、Ti和Ta的含量比例应提高，使其体积分数达到~70%；
②合金成分的选择应保证较小γ/γ′错配度，以获得最小的界面能防止γ′的粗化；
③一些元素，特别是铼、钨、钽、钼和钌，对提高蠕变强度非常重要，但其含量不能太高，因为它们会促进TCP相的析出；
钴基高温合金
以钴为基体的奥氏体型合金，工作温度可达730~1100℃
wCo：40~60% wNi：10~22% wCr：20~30%
还含有钨、钼、钽、铌等因固溶强化和碳化物形成元素，其含碳量高。
是以碳化物为主要强化相的高温合金，缺少共格类的强化相。
高温合金成分发展的未来：
粉末ODS高温合金：氧化物弥散强化（ODS）合金是采用独特的机械合金化（MA）工艺，超细的（小于50nm）在高温下具有超稳定的氧化弥散强化相均匀分布于合金基体中，而形成的一种特殊高温合金。
合金强度在接近合金本身熔点的条件下仍可维持，具有优良的高温蠕变性能、优越的高温抗氧化性能。
低偏析高温合金：严格控制某些微量元素（主要是P），可大大减少高温合金中的凝固偏析。
通过低偏析技术发展的合金比现有同类合金的承温能力可提高25℃。
难熔金属合金————刘林老师团队；郭喜平老师团队；
金属间化合物。
