表8-30高溫合金的特性和應用
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類別
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牌 號
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主要特性
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應用舉例
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1.
固
溶
強
化
型
鐵
基
合
金
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GHl015
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這類合金含鉻、鎳量相對較高，含彌散強化相形成元素(V、Al、Ti)量相對較少。它的熱處理主要形式為“固溶處理”，通過固溶處理可達到強化的目的。在零件需要多次冷壓加工時，為消除加工硬化、恢復塑性，也要進行固溶處理。零件焊接后通常進行退火處理以消除內應力。由于鉻、鎳含量較高，故這類合金抗氧化溫度較高，一般可達900％以上；但因含彌散強化相形成元素較少，合金中化合物數量較少，故室溫強度、高溫強度都較低。這類合金固溶處理后的組織為奧氏體，故塑性好，可以冷壓成形；由于含碳量少，故焊接性亦好這類合金主要用來制作形狀復雜、冷壓成型、受力不大，但要求抗氧化能力較高的高溫零件，其中最典型的零件是渦輪發動機的燃燒室
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900℃以下的渦輪發動機的燃燒室、加力燃燒室等零件
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GHl016
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700～900％的渦輪發動機的燃燒室、加力燃燒室等零件
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GHl035
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750～800℃的渦輪發動機的燃燒室和加力燃燒室
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GHl040
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800℃以下的燃燒室、加力燃燒室和700~C以下的渦輪盤、軸及葉片材料
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GH1131
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900℃以下的渦輪發動機的燃燒室、加力燃燒室和其他高溫部件
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GH1140
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800～900℃的渦輪發動機的燃燒室、加力燃燒室等零件
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2.
時
效
硬
化
型
鐵
基
△
口
金
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GH2018
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這類合金鉻、鎳含量相對較低，故抗氧化的溫度僅約800％，但是含彌散強化相形成元素(v、Al、Ti)量相對較高，在固溶體基體上可形成化合物強化相，所以常用熱處理形式為固溶處理+時效。通過固溶處理，可以使合金固溶強化；通過時效處理，可以使合金析出細小強化相[VC、Ni3Al、Ni3Ti，Ni3(Al·Ti)]，從而提高室溫和高溫強度。固溶并時效處理后的組織為奧氏體+彌散化合物。例如GH2132的化合物量為2.5％、GH2135的化合物量為14％這類合金通常應用于高溫下受力的零件，如渦輪盤、螺栓和工作溫度不高的轉子葉片等
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800℃以下的渦輪發動機的燃燒室、加力燃燒室和其他高溫部件
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GH2036
GH2038
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650℃以下的渦輪盤、環形件和緊固件
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700℃以下的渦輪盤、軸和葉片
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GH2130
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800℃以下的增壓渦輪和燃氣渦輪葉片材料
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GH2132
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650～700℃的渦輪盤、環形件、沖壓焊接件和緊固零件材料
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GH2135
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700～750℃的渦輪盤、工作葉片和其他高溫部件
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GH2136
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650～700℃的渦輪盤材料
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GH2302
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800～850℃的燃氣渦輪葉片和
700℃～750℃的燃氣輪機葉片等材料
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3.
固
溶
強
化
型
鎳
基
金
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GH3030
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特性、用途和相應的固溶強化型鐵基合金、時效硬化型鐵基合金基本相同。不同之處在于基體的差別。鐵基高溫合金的基體金屬是鐵(含鐵量約50％左右)，含鉻量約10％。23％、含鎳量約7％一40％；而鎳基高溫合金的基體金屬是鎳，鎳含量大于50％ 由于鎳含量的提高，故鎳基高溫合金比鐵基高溫合金的熱強性高，最高工作溫度已達到1050℃左右；但其可切削加工性亦隨之變差。同時由于它們都含有大量的鎳，不符合我國資源情況，應逐步采用鐵基高溫合金來代替
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800℃以下渦輪發動機的燃燒室、加力燃燒室等零件，可用GHll40代
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GH3039
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800～850℃的火焰筒及加力燃燒室等零件
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GH3044
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850～900℃的航空發動機的燃燒室及加力燃燒室等零件
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GH3128
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800～950℃的渦輪發動機的燃燒室、加力燃燒室等零件
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4.
時
效
硬
化
型
鎳
基
合
金
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GH4033
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700℃以下的渦輪葉片和750℃以
下的渦輪盤等材料
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GH4037
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800～850℃的渦輪葉片材料
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GH4043
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800～850℃的排氣門座后卡圈零件和燃氣渦輪葉片
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GH4049
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900℃以下的燃氣渦輪工作葉片及其他受力較大的高溫部件
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GH4133
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700～750℃的渦輪盤或葉片
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GH4169
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350～750℃的抗氧化熱強材料
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注：各成分含量皆指質量分數。