DZ444合金的高温氧化行为的研究+文献综述(2)
目前大量使用的铁基、镍基和钴基高温合金是通过原子间无方向性的金属键结合的，其晶体结构多为FCC或BCC类型。固溶强化、第二相强化和晶界强化为高温合金的三个基本强化手段。本文研究的合金属镍基高温合金，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。它是在Cr20Ni80合金基础上发展起来的，为了满足1000℃左右高温热强性(高温强度、蠕变抗力、高温疲劳强度) 和气体介质中的抗氧化、抗腐蚀的要求，加入了大量的强化元素，如W、Mo、Ti、Al、Nb、Co等，以保证其优越的高温性能。良好的性能使得镍基合金在航空航天、工业燃气轮机、汽车发动机等领域有极好的应用前景，引起各国科学家和有关部门极大的关注。因此，对镍基合金的高温抗氧化性研究具有重要的实际意义。
1.2 高温合金的发展历史
发展过程从20世纪30年代后期起，英、德、美等国就开始研究高温合金。第二次世界大战期间，为了满足新型航空发动机的需要，高温合金的研究和使用进入了蓬勃发展时期。40年代初，英国首先在80Ni-20Cr合金中加入少量铝和钛，形成γ′相（gamma prime）以进行强化，研制成第一种具有较高的高温强度的镍基合金。同一时期，美国为了适应活塞式航空发动机用涡轮增压器发展的需要，开始用Vitallium钴基合金制作叶片。
此外，美国还研制出Inconel镍基合金，用以制作喷气发动机的燃烧室。以后，冶金学家为进一步提高合金的高温强度，在镍基合金中加入钨、钼、钴等元素，增加铝、钛含量，研制出一系列牌号的合金，如英国的“Nimonic”，美国的“Mar-M”和“IN”等；在钴基合金中,加入镍、钨等元素，发展出多种高温合金，如X-45、HA-188、FSX-414等。由于钴资源缺乏，钴基高温合金发展受到限制。
40年代，铁基高温合金也得到了发展，50年代出现A-286和Incoloy901等牌号，但因高温稳定性较差，从60年代以来发展较慢。苏联于1950年前后开始生产“ЭИ”牌号的镍基高温合金，后来生产“ЭП”系列变形高温合金和ЖС系列铸造高温合金。中国从1956年开始试制高温合金，逐渐形成“GH”系列的变形高温合金和“K”系列的铸造高温合金。70年代美国还采用新的生产工艺制造出定向结晶叶片和粉末冶金涡轮盘，研制出单晶叶片等高温合金部件，以适应航空发动机涡轮进口温度不断提高的需要。
1.3 高温合金的分类和牌号表示
高温合金分类有如下几种，通常按基体元素种类来分，可分为铁基高温合金、镍基高温合金和钴基高温合金。按制备工艺可分为变形高温合金、铸造高温合金和粉末冶金高温合金。按强化方式有固溶强化型、沉淀强化型、氧化物弥散强化型和纤文强化型等。
我国高温合金牌号的命名考虑到合金成形方式，强化类型与基体组元，采用汉语拼音字母符号作前缀。变形高温合金以“GH”表示，“G”,“H”分别为“高”，“合”汉语拼音的第一个字母，后接4位阿拉伯数字，前缀“GH”后的第一位数字表示分类号，1和2表示铁基或铁镍基高温合金，3和4表示镍基合金，5和6表示钴基合金，其中单数1,3和5为固溶强化型合金，双数2,4和6表示时效沉淀强化型合金。铸造高温合金采用“K”作前缀，后接3位阿拉伯数字。 “K”后第1位数字表示分类号，其含义与变形合金相同，第2、3位数字表示合金编号。如K418，为时效沉淀强化型镍基铸造高温合 金，合金编号为18。粉末高温合金牌号则以“FGH”前缀后跟阿拉伯数字表示，而焊接用的高温合金丝的牌号表示则用前缀“HGH” 后跟阿拉伯数字。近些年来，成形工艺的发展，新的高温合金大量涌现,在技术文献中常常可见到“MGH”、“DK”和“DD”等作前缀的合金牌号，它们分别表示为机械合金化粉末高温合金、定向凝固高温合金和单晶铸造高温合金。