改型高温合金的高温氧化行为的研究(3)
(2) 低膨胀高温合金：这类合金在一个很宽的温度范围具有很低的热膨胀系数，可以精确控制涡轮的直径与外环之间的间隙，对提高效率、节省燃料和改善发动机性能有重要作用，如GH2903、GH2907和GH2909等。
(3) 高屈服强度高温合金：在这种合金的使用温度范围内，屈服强度要比一般的高温合金高，主要适用于制作航空发动机涡轮盘，如GH2761等。
(4) 抗松弛合金：这类合金有突出的抗松弛性能，适于制作航空发动机紧固件，如GH4141、GH2135和GH2132等。
1.2.5 按合金用途分类
(1) 涡轮叶片用高温合金：这类合金具有良好的综合性能，主要用于制备航空发动机和各种工业用燃气轮机的涡轮叶片，如DZ417G、K417、GH4710和DZ422B等。
(2) 涡轮导向叶片用高温合金：这类高温合金的突出特点是初融温度较高，抗冷热疲劳性能优异，抗氧化腐蚀性能良好，适于制作航空发动机和各种工业燃气轮机的导叶片，如K452、K423A和DZ640M。
(3) 燃烧室用高温合金：这类合金工艺塑性良好，可以制成板材，然后制成燃烧室中的火焰筒等零部件，如GH3044、GH3030和GH3039等。
1.3 镍基高温合金
1.3.1 镍基高温合金的概述
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[4]。由于镍的氧化物不具有防护性能，因为必须加入一定数量的Cr元素以便在零件表面形成防护性好的Cr2O3为主要的氧化膜，所以镍基合金实际上已Ni-Cr二元系为基体，加入固溶强化、沉淀强化和晶界强化元素进行充分强化。为满足1000℃左右高温热强性和抗腐蚀的要求，加入W、Mo、Ti、Al、Nb、Co等大量的强化元素，从而保证镍基高温合金的优越高温性能。除具有固溶强化的作用之外，高温合金同样依靠Al、Ti等与Ni形成金属间化合物γ’相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。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，国内外学者以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[5]。镍基高温合金的发展趋势如图1.2所示：
1.2 镍基高温合金的发展趋势
1.3.2 镍基高温合金的特点
(1) 成分特点：镍基合金的基体以Ni-Cr二元系为基，用Co、W、Mo、Ta、Nb、Hf等多种稀贵元素进行固溶强化；加入较多的Al、Ti从而形成了γ’相沉淀强化；加入C、B和Zr或多种微合金化元素进行综合晶界强化。
(2) 微观组织特点：沉淀强化相γ’相数量多、共格且稳定；组织稳定性较好，可以使用大量的合金元素进行合金化。
(3) 高温力学性能特点：由于固溶强化元素种类多，因此镍基高温合金含量大；沉淀强化元素Al+Ti含量高；以及多种微量元素的综合强化，镍基高温合金的高温强度要好于铁基的高温合金。尤其是在800℃以上，铁基高温合金根本无法与镍基高温合金相比。根据研究表明[9]，不同强度水平的镍基高温合金的持久强度和拉伸性能，除Nimonic80A和Nimonic90两个低强化水平的合金外，其他合金在760℃以上都优于铁基高温合金Incoloy901和GH2302.Incoloy901是西方国家力学性能良好的铁基高温合金，而GH2302是中国发展的强度优异的铁基高温合金。所以中温性能良好的铁基高温合金只适于制作800℃以上使用的涡轮叶片等零件[1]。因此，镍基高温合金的高温力学性能良好。
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