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优选 高温合金
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。高温合金为单一奥氏体基体组织，且其合金化程度很高,在各种温度下均具有良好的组织稳定性和使用的可靠性。高温合金主要用于固体火箭发动机及燃气轮机的 4 大热端部件，即导向器、涡轮叶片、涡轮盘和燃烧室。就目前使用的高温合金来看，镍基高温合金的使用范围远远大于铁基和钴基高温合。
开展概况：普通锻造---铸造高温合金---定向凝固高温合金---单晶
高温合金----弥散强化高温合金和纤维增强的高温合金。
ODS高温合金：
（1） 生产工艺：DS 高温合金都是采用ＭＡ技术将超细的氧化物颗粒均匀地分散到合金基体中。含有弥散氧化物颗粒的机械合金化粉末经固结处理后,便可得到密实的合金材料。
原始粉末-机械和金-装套，除气-封焊-热挤-形变加工-再结晶退火-探伤检测-成品
高温合金熔炼新技术：
高温合金成型方法：熔模精细铸造，铸锭冶金〔包括挤压、轧制、锻造等〕粉末冶金，定向凝固。 .
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实用标准文案
精彩文档 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。 实用标准文案
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：
高温合金介绍
高温材料概述
一、航空发动机对高温材料的使用要求
在涡轮喷气发动机内部，温度、压力分布是变化的（图4.1）。压气机部件工作温度较低，称为发动机的冷端，多用高温钛合金制造；涡轮部件所受温度最高，与燃烧室、喷口组成发动机的热端，用高温合金制造。
图4.1 涡轮喷气发动机的结构和沿轴线的压力与温度分布
航空发动机部件的工作环境对材料提出了苛刻的使用要求。
首先是高温。航空喷气发动机从压气机到尾喷管，各零部件在一定温度下工作，有些零件要在800℃以上的条件下长期工作。
其次是高应力。一些高温部件，由于震动、气流的冲刷，特别是旋转造成的离心作用，将承受较大的应力。如涡轮叶片的应力可达300~409Mpa。
再次是氧化和腐蚀等化学作用。燃气中存在大量的氧、水气，并存在SO2、H2S等腐蚀性气体，都对高温零件起氧化和腐蚀作用。
而且，随着航空燃气涡轮发动机的发展，推重比的增加，发动机部件的工作环境日益苛刻。以涡轮进口温度为例，现役机种为1600K左右，在研机种达到1850~1950K，预研机种将高达2250~2350K。发展更高推重比的燃气涡轮发动机，首要任务是研制使用性能优异的高温材料。
航空发动机对高温材料的基本要求主要是：
1. 较高的热稳定性，即高温下的抗腐蚀（主要是抗氧化）能力；
2. 高的热强度；
3. 良好的工艺性能。
二、金属材料的热强度及其指标
1. 蠕变强度
金属材料在一定温度和应力作用下，会逐渐地产生塑性变形，这种现象称为蠕变。温度越高、应力越大、时间越长，蠕变就越严重。
蠕变强度，是指在一定温度下，使金属引起一定变形速度的应力。如290MPaσ7000.2/100表示在700℃，经过100小时，使金属发生0.2%变形量的应力为290Mpa。
蠕变强度反映了金属在高温和应力作用下，抵抗缓慢塑性变形的能力。
2. 持久强度
持久强度，是指金属在一定温度下，一定时间内发生断裂时的应力。如340MPaσ800100表示在800℃，经过100小时，使金属发生断裂的应力为340Mpa。
