一、高溫合金的特性
耐高溫:可在600℃至1200℃的高溫下保持拉伸強度、疲勞強度、蠕變強度和穩(wěn)定性,遠(yuǎn)超普通合金。
耐腐蝕:通過形成致密氧化膜(如 Cr?O?、Al?O?),阻止氧氣和腐蝕性介質(zhì)滲透,抵御高溫氧化、燃?xì)飧g或酸堿環(huán)境侵蝕。
抗蠕變:在恒定應(yīng)力下,高溫合金的蠕變速率比普通合金低1-2個數(shù)量級。
抗疲勞:在高溫交變應(yīng)力下,高溫合金的疲勞壽命比普通合金高10倍以上。
二、高溫合金的組成成分
1.基體元素
鎳(Ni)、鐵(Fe)、鈷(Co),其中鎳基高溫合金應(yīng)用最廣(占比超 70%),因鎳的面心立方結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高,適合高溫環(huán)境。
鎳基高溫合金:以鎳(Ni)為主要基體(含量通常 50% 以上),鎳的面心立方結(jié)構(gòu)(FCC)在高溫下穩(wěn)定性極佳,是應(yīng)用最廣、性能最優(yōu)異的高溫合金基體。
鐵基高溫合金:以鐵(Fe)為基體(含量通常 30%-60%),常加入較多鎳(20%-40%)以穩(wěn)定奧氏體結(jié)構(gòu)(改善高溫韌性)。
鈷基高溫合金:以鈷(Co)為基體(含量 30%-60%),鈷的密排六方結(jié)構(gòu)(HCP)在高溫下具有良好的抗熱疲勞性。
2.強化元素
固溶強化:鎢(W)、鉬(Mo)、鉻(Cr)等,通過融入基體提高原子間結(jié)合力。
析出強化:鋁(Al)、鈦(Ti)、鈮(Nb)等,與基體形成 γ' 相(如 Ni?Al)或碳化物,阻礙位錯運動。
功能元素:鉻(Cr)、鋁(Al)提升抗氧化性;釔(Y)、鈰(Ce)等稀土元素改善氧化膜附著力。