合金元素对DZ444合金的高温氧化行为的影响(2)
3.4 DZ444合金氧化膜的截面形貌分析 27
4 结论 29
致 谢 30
参考文献 31
1 绪论
1.1 高温合金
1.1.1 高温合金概述
高温合金又被称作为热强合金和超级合金。高温合金是指以铁、镍、钴为基体，它在高温服役期间可以承受相当严酷的机械应力。同时它在600℃以上温度下进行高温能够产生抗氧化和抗腐蚀的作用，并且在一定应力下可以作为一种长期作业的金属材料。
高温合金具有较高的高温强度、良好的抗氧化和抗热腐蚀性能。同时，它还具有良好的疲劳性能、断裂韧性、塑性等综合性能。高温合金为单一奥氏体基体组织，在各种温度下具有组织温度性和使用的可靠性，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[1]。
1.1.2 高温合金的发展
高温合金作为工业部件中主要普遍应用的高温合金材料常应用于航空、航天、造船、发电以及石油和化学等领域。本世纪四十年代初期，随着燃气轮机的出现，推动了高温合金的发展。四十多年来已经发展出一系列高温合金，其使用温度已由650℃发展到1100℃左右[2]。
我国高温合金发展的三个阶段：
五十年来我国高温合金的发展可以分为三个阶段：
第一阶段，在1956年至1970年期间，高温合金的冶炼创始出第一炉高温合金GH3030，它是由苏联专家所指导完成的。1960年后，当时的国际形势要求我国必须独立自主地研制和生产主要歼击机发动机WP一5、WP一6、WP一7和WP一8等所需的各种高温合金材料。由此，我国开始建立高温合金的生产和研究基地，并且配备生产、检测设备和科研仪器设备。此阶段主要成果是一些合金系列，如GH4033、GH4037、GH4049、GH2036、GH3030、GH3039、GH3044、K401、K403、K406等，它们都是以仿制苏联高温合金为主体的。我们主要是通过实践来探索合金的生产工艺，高温合金的生产被列为绝密，书面资料是不允许被得到的，同时购买合金材料也会受到相应的阻碍。为此，在“自力更生、大力协同”的方针指导下，根据国内航空发动机研制与生产的需求，虽然当下由于条件不不允许和环境的艰苦，不过还是开发了具有中国特色的制作高温合金的过程，并且提高了其原性能。同时，也改善了原合金的性能。此外，我国还自主研发了一系列新合金，尤其针对我国缺镍少铬的资源情况，研制出一批以铁镍为基体的高温合金，来取代当时用量较大的GH4033(GH2135)、GH4037(GH2130，GH2302)等，其中用量最大的是替代GH3030板材的Gilll40合金。
第二阶段，我国对于高温合金研发的进一步上升阶段主要从1970至1990中期开始。随着尝试制作以及生产一些仿欧美型号的航空发动机，引进了一系列欧美体系的合金，特别是在WS9、WZ6和wZ8等发动机所需高温合金材料的研制中，欧美技术开始被大范围的引进，材料的均匀性、洁净度和整体的综合性能都被提出了更高的要求。对于这种情况，我国开始增加一批新的生产工艺设备，如大型真空冶炼设备、快锻机、精锻机等和先进检测设备，对生产工艺进行改进。在生产中建立了质量管理系统和更严格的质量管理程序，按照国外的规范加强质量控制和质量检测工作。此阶段工作，不仅给我国成功地研制了一系列新的合金（高性能变形合金、铸造合金、定向凝固和单晶合金），然而更重要的是，我国高温合金在生产工艺技术和产品质量控制等方面上提升到了一个新台阶，基本达到或接近西方工业发达国家的水平。
第三阶段，我国对于研发高温合金的新阶段主要是从1990年至今。应用和开发出一批新工艺，研制和生产了一系列高性能、高档次的新合金是这一阶段的主要特点。随着新型先进航空发动机的设计、研制和生产，要求研制和发展高性能的新材料。为此，建立和完善了旋转电极制粉工艺粉末高温合金生产线，研制了粉末涡轮盘材料FGH4095、FGH4096；采用机械合金化工艺技术，研制了氧化物弥散强化高温合金MGH4754、MGH2756；研制了第一代、第二代单晶高温合金DD402、DD408、DIN-06等和新型定向凝固柱晶合金DZ4125、DZ4125L、DZ604M和DZ417G以及低膨胀系数合金GH2907、GH2909以及耐热腐蚀、可锻可铸的高铬合金GH4648等[3]。
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