3.3.1 短期时效组织形貌 20

3.3.2 时效样品硬度测试 22

4 结论 25

致谢 26

参考文献 27

 1 文献综述

1.1高温合金概述

高温合金是一种以铁、镍、钴为基体的高温结构材料，在600摄氏度时具有优异的高温性能和力学性能。高温合金具有高强度、抗氧化、抗热腐蚀、抗蠕变、抗疲劳、稳定性等特点，因而广泛应用于涡轮发动机热端部件。

20世纪40年代，高温合金问世，到目前为止，高温合金从成分设计、生产工艺等方面都趋于成熟化，逐步走上工程化的道路，广泛应用在在航空发动机航空航天推进系统，工业燃气轮机和海军力量，例如，60%个或更多的飞机发动机是使用高温合金；随着研究的不断深入，高温合金不仅推动航空、航天发动机技术的进步，而且成为了交通运输业、石油化工以及核工业等国民经济支柱产业的支柱。从某种意义上讲，高温合金产业成为一个国家的国防实力和工业水平体现的标志之一。高温合金是目前军民两用航空发动机以及燃料汽轮机高温零部件的关键结构材料，高温合金的质量决定着发动机和燃气轮机的性能。

随着航空技术的的进步，对燃气涡轮的要求不断提高，高温合金进一步发展，研制出变形高温合金，早先于航空发动机。早在英国对20% 铬-80 %镍的基础上，少量的钛和铝的开发nimonic80合金，合金出来，发现铝的加入可以提高材料的硬度，进而研制出Nimonic80A 合金；加Co形成的Nimonic90提高了固溶温度。在Nimonic90基础上增加Al和Ti的含量和添加Mo可以提高固溶体强度，从而发展成Nimonic95、Nimonic100，这就是Nimonic系列变形合金的发展历程，后来又相继研制出出Nimonic105、Nimonic108、Nimonic115和Nimonic118。研制变形高温合金。我国在英国、美国、前苏联研制的变形高温合金的基础上，又研制出多种变形合金，形成了中国的模式，发展了铁-镍基和镍基变形高温合金。在高温合金在美国和前苏联的发展过程与英国相似，我国是从上世纪七十年代开始

难熔金属和Al、Ti总量不断增加提高了固溶强化程度，使材料能承受较高温度和严苛的机械强度变形更加困难。通常Al和Ti总含量大于9%，合金很难进行锻造，用锻造方法生产强度更高的高温合金已不现实[4]。自上世纪60年代初期开始，铸造高温合金基本上可不需变形加工，铸造高温合金得到迅速发展。目前，我国铸造镍基高温合金的研究和生产已经从1958年发展到现在，已经发展了近30种铸造高温合金。

1.2高温合金的发展

发动机技术的发展与高温合金的发展有关。1929年，美国的Meric、Bedford 和 Pilling等在80镍-20铬合金中溶入少量的钛和铝，提高了合金的蠕变强度，但这并未引起人们的注意。1937年德国Hans von ohain涡轮气发动机Heinkel问世，两年后，英国也研制出Whittle涡轮喷气发电机。然而，喷气发电机热端部件对材料的高温性能和机械性能都有很高的要求。1939、英国Mond镍公司首先研制成低碳和含钛镍合金nimonic75，准备用作惠特尔发动机涡轮叶片，很快，Nimonic80合金问世，其性能更优越，由于该合金含铝和钛，因而蠕变性能比Nimonic75至少高出50℃。

镍基高温合金的发展包括两个方而:成分的设计和工艺的革新。40年代初，真空熔炼技术的开始初步运用;在50年代后期，采用熔模铸造工艺，开发了一系列具有良好的高温强度的铸造合金;60年代中期，发展出了性能更好的定向结晶和单晶高温合金以及粉末冶金高温合金;为了顺应舰船和工业燃气轮机等工作的需要，六十年代，研制出一批抗热腐蚀性、组织稳定的高铬镍基合金。在这四十年中，镍基合金的使用温度从700℃增加到1100℃，平均每年增加约10℃。图1.1展现的是镍基高温合金的发展趋势。