高温合金的分类

目前全世界研制和生产的高温合金有几百个牌号,中国的高温合金就有近200牌号,对这些高温合金可以按不同方法进行分类。

一、按合金基体元素分类

1、铁基或铁镍高温合金: 以高合金化的Fe基奥氏体或FeNi基奥氏体为基的合金或者说以铁或铁镍为主要元素的合金,含镍量达25%50%,如GH2135、GH2035AGH2984、GH901、GH2761、GH2132、GH2302、K213和K214等。

2、镍基高温合金: 以高合金化的镍基奥氏体为基的合金,或者说以镍为主要元素的合金及镍铝系金属间化合物高温材料,如GH4698、GH4742、GH4033、GH4133GH4049、GH4037、K417、K417G、DZ417G和DD403等。

3、钴基高温合金: 以高合金化的钴基奥氏体为基的合金,或者说以钴为主要元素的合金,如K640、DZ640M.GH5605、GH5188和GH6159等。

二、按合金的强化类型分类

1、固溶强化高温合金: 合金通过固溶处理,使成分均匀并获得大小适合的晶粒度然后制成零件应用。这类合金通常用作燃烧室中的火焰简材料,如GH3030、GH3039GH3044、GH1015和GH1140等

2、沉淀强化高温合金: 合金通过固溶处理和时效处理,使沉淀强化相或γ”等均匀弥散的析出,阻碍位错运动,大幅度提高高温合金的强度。这类合金主要用作涡轮叶片和导向叶片材料,如GH4080A、GH4093、GH405,GH4220、K423A、K403,K405、K418、K402和DZ404、DZ42等。

三、按合金的成型工艺分类

1、变形高温合金: 合金通过真空冶炼等工艺浇铸成钢锭,然后通过锻遣、轧制等热变形,制成饼坯、棒、板、管等型材,最后模锻成涡轮盘和叶片等毛坯,经热处理后加工成涡轮盘和涡轮叶片等零件。这类合金有GH2135,GH2984、GH2901、GH4710GH4413、GH4738等

2、铸造高温合金: 合金通过真空重熔直接浇铸成涡轮叶片、导向叶片等零件。这类合金有K417、K417G和K640等。铸造高温合金又可分为普通精密铸造合金K)定向凝固高温合金(DZ),如DZ417G、D2640M等和单晶高温合金(DD),如DD403,DD406等

3、粉末高温合金: 将高合化难变形高温合金,用气体雾化等方法制成高温合金粉末,然后用热等静压(HP)或热挤压等方法,将粉末制成棒材,最后制成涡轮盘等零件。这类合金有FGH4095、FGH4096和FGH4097等。

应当指出,机械合金化方法制备的氧化物弥散强化(ODS)高温合金也属粉末冶金高温合金。这类合金是将元素粉末、中间合金粉末和氧化物弥散相Y2O3等混合均匀,加入到高能球磨机中,合成氧化物相弥散均匀的合金粉末,然后通过HP或热挤压制成棒材或再轧成板材,最后加工成涡轮叶片、导向叶片或火焰筒等零件。这类合金有MGH2756、MGH2757和MGH4754等。

四、按合金的使用特性分类

1、抗热腐蚀高温合金: 在舰用和近海陆基发电用等燃气轮机中工作的涡轮叶片等零件,要经受Na2SO4和NaCl介质引起的热腐蚀,这类合金一般Cr含量较高,抗热腐蚀性能优异如中国科学院金属研究所本书作者等新研制的抗热腐蚀高温合金K44401K435、K452和K446,另外还有以前研制的K438、K640、DZ640M和DD408等

2、低膨胀高温合金: 这类合金在一个很宽的温度范围具有很低的热膨胀系数,制作航空发动机燃气涡轮机匣、封严圈及涡轮外环等零件,可精确控制涡轮直径与外环之间的间隙,对提高效率、节省燃料和改善发动机性能有重要作用,如GH2903、GH2907和GH2909等。

3、高屈服强度高温合金:在使用温度范围内,屈服强度较一般高温合金高。这类合金适用于制作航空发动机涡轮盘,如GH2761等4.抗松弛合金:这类合金有突出的抗松弛性能,适于制作航空发动机紧固件,如GH4141、GH6159、GH4738、GH2135和GH2132等。

五、按合金用途分类

1、涡轮叶片用高温合金: 这类合金具有良好的综合性能,主要用于制备航空发动机和各种工业用燃气轮机的涡轮叶片,如DZ417G、K417、DZ4125L、DD406、K418BGH4710、GH4093和DZ422B等

2、涡轮导向叶片用高温合金:这类高温合金的突出特点是初熔温度较高,抗冷热疲劳性能优异,抗氧化腐蚀性能良好,适于制作航空发动机和各种工业燃气轮机的导向叶片,如K452、K640S、K403、K417G、K423、K423A、K441和DZ640M等

3、燃烧室用高温合金:这类合金工艺塑性良好,可以制成板材,然后制成燃烧室中的火焰筒等零部件,如GH3044、GH1140、GH4099、GH1015、GH3030和GH3039等。

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