改型高温合金的高温氧化行为的研究(2)
高温合金在能源领域中有着广泛的应用，煤电用高参数超临界发电锅炉中，过热器和再过热器必须使用抗蠕变性能良好，在蒸汽侧抗氧化性能和在烟气侧抗腐蚀性能优异的高温合金管材；在起点用燃气轮机中，涡轮叶片和导向叶片需要使用抗高温腐蚀性能优良和长期组织稳定的抗热腐蚀高温合金；在核电领域中，蒸汽发生器传热管必须选用抗溶液腐蚀性能良好的高温合金；在煤的气化和节能减排领域，广泛采用抗高温热腐蚀和抗高温磨蚀性能优异的高温合金[3]。随着人类飞向太空，核动力、光与火箭的发展，对高温有了更高的要求，这些要求会超出金属高温合金的极限。因此需要发展其他类型的高温材料。高温合金的发展过程如图1.1所示：
1.1 高温合金的发展过程
1.2 高温合金的分类
1.2.1 按合金基体元素分类
(1) 铁基或铁镍基高温合金：以高合金化的Fe基奥氏体或Fe-Ni基奥氏体为基德合金，或者说以铁或铁镍为主要元素的合金，含镍量达25%~50%，如GH2135、GH2035A、K213和K214等[1]。
优点：其主要优点是成本较低，可用于制作一些使用温度较低的航空发动机和工业燃气机上的涡轮盘、导向叶片，以及一些承力件、紧固件等。
缺点：铁基高温合金仅可使用于800℃，主要由于沉淀硬化型的组织不稳定，抗氧化性差，高温强度不够。
(2) 镍基高温合金：以高合金化的镍基奥氏体为基的合金，或者说以镍为主要元素的合金及镍铝系金属间化合物高温材料，如GH4698、GH4742、K417和DD403等。
优点：很多的元素可被镍基高温合金所溶解，其具有较好的组织稳定性，高温强度也比较高，镍基高温合金比铁基高温合金有更好的抗氧化性和抗腐蚀性。
(3) 钴基高温合金：以高合金化的钴基奥氏体为基的合金，或者说以钴为主要元素的合金，如K640、DZ640M、GH5188和GH6159。
优点：当温度高于980℃时，他的强度很高，抗热疲劳、热腐蚀和耐磨腐蚀性都很佳，适合于航空发动机，工业燃气轮机，舰船燃气轮机的导向叶片和喷嘴导向叶片以及柴油机的喷嘴等。
缺点：一般钴基高温合金含WNi=10%~22%和WCr=20%~30%，以及钨、钼、铌等固溶强化和碳化物形成元素，其含碳量较高，是以碳化物主要强化相的高温合金，缺少共格类的强化相，中温强度不如镍基高温合金。
1.2.2 按合金的强化类型分类
(1) 固溶强化高温合金：合金通过固溶处理，使成分均匀并获得大小适合的晶粒度、然后制成零件应用。这类合金通常用作燃烧室中的火焰筒材料，如GH3030、GH3090和GH1140等。
(2) 沉淀强化高温合金：合金通过固溶处理和时效处理，是沉淀强化相γ‘或γ‘’等均匀弥散的析出，阻碍位错运动，大幅度提高高温合金的强度。这类合金主要用作涡轮叶片和导向叶片材料，如GH4080A、GH4105、K418、K4002和DZ404等。
1.2.3 按合成的成型工艺分类
(1) 变形高温合金：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，具有较高的抗腐蚀性能的一类合金。如GH2135、GH2984、GH4413等[1]。
(2) 铸造高温合金：以铸造方法直接制备零部件的高温合金材料。如DZ417G、DZ640M等和单晶高温合金（DD）如DD403、DD406等[1]。
(3) 粉末高温合金：用粉末冶金工艺制成的高温合金。这类合金偶FGH4095、FGH4096和FGH4097等[1]。
1.2.4 按合金的使用特性分类
(1) 抗热腐蚀高温合金：这类合金一般Cr的含量比较高，抗热腐蚀性能优异。如K444、K435是新研制的抗热腐蚀高温合金，以及较早之前研制的K438、K640、DZ640M等。
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