定向凝固DZ444合金的高温氧化行为的研究(2)
1.1.1 镍基高温合金
镍基高温合金是指在650℃-1200℃范围内使用，以镍为基体的奥氏体型合金。具有在使用温度下较高的强度，优良的抗氧化和抗腐蚀性，是应用最广泛的高温合金。镍基高温合金广泛地应用于制造航空发动机、各类燃气轮机热部件，如涡轮部分的工作叶片、导向热片、涡轮盘和燃烧室等，由于镍基高温合金的工作温度高、组织稳定，有害相少，抗氧抗热腐蚀性好，能在较高温度和应力条件下工作，因此在高温合金中占重要地位。目前先进的发动机上镍基高温合金已占总量重的一半左右，不仅涡轮叶片和燃烧室，而且涡轮盘甚至压气机叶片也开始使用镍基合金。镍基高温合金按工艺分为变形、铸造（定向、单向、共晶）、弥散强化机械合金化，快速凝固粉末合金四类，依靠新工艺开发不仅可提高高温合金性能，还相应开发出多种新合金。
1.1.2 铁基高温合金
铁基高温合金的定义是，这些合金的主要组分为铁，并含有相当数量的铬和镍，通常镍含量大约为25%-55%，Ni+Fe≥65%为基，尽可能含有少量的钼和钨。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。其强化方式为碳。金属间化合物通常为Ni3(Al,Ti)即’相。铁基高温合金是由奥氏体不锈钢演化而来的。各种合金元素的加入对合金带来一种或多种所期望的性能。对于具有面心立方母体的合金，最有效地强化是由像Ni、Al、Ti、Nb这样的元素实现的。这类合金也可通过加入相对大量的碳(约0.5%)以形成碳化物沉淀来强化，有时加入氮和磷以增加这种作用。
1.1.3 钴基高温合金
钴基高温合金是以钴作为主要成分，含有相当数量的镍、铬、钨和少量的钼、铌、钽、钛镧。偶然也还含有铁的一类合金，与其他高温合金不同，它不是由与基体牢固结合的有序沉淀相来强化，而是由已被固溶强化的奥氏体fcc母体和母体中分布少量碳化物组成。铸造基高温合金却是在很大程度上依靠碳化物强化。纯钴晶体在417℃以下是密排吹冰方（hcp）晶体结构，在更高温度下转变为fcc。为了避免钴基合金在使用时发生这种转变，实际上所钴基合金由镍合金化，以便在室温到熔点温度范围内使组织稳定化。钴基合金具有平坦的断裂应力-温度关系，但在1000℃以上却显示出比其他高温下具有优异的抗热腐蚀性能，这可能是因为该合金含铬量较高，这是这类合金的一个特征。钴基合金比镍基合金的焊接性能和抗热疲劳性能更好。
1.2 镍基高温合金分类
镍基高温合金一般分为两类，一类是镍基变形高温合金，另一类是镍基铸造高温合金。
1.2.1 镍基变形高温合金
镍基变形高温合金是以镍为基体（大于50%）的可塑性变形的高温合金。在650℃-1200℃温度下具有较高的强度，良好的抗氧化和抗燃气腐蚀能力。分为固溶体强化和沉淀强化两类。自1941年英国发明第一种Nimonic75合金以来，由于其基体稳定，合金化强化潜力大，综合性能优异等，得到系列发展和广泛应用。