镍基高温合金的特性和应用

镍基高温合金是在英国的Nimonic合金(Ni80Cr20)基础上发展起来的，合金以Ni为主，Ni含量超过50%，基体是奥氏体组织，其使用温度范围为700℃～1000℃。镍基高温合金可溶解较多的合金元素，如W、Mo、Ti、Al、Nb、Co等，可使高温合金保持较好的组织稳定性。其高温强度、抗氧化性和耐腐蚀性都较铁基高温合金好。镍基高温合金主要用作现代喷气发动机的涡轮叶片、导向叶片和涡轮盘等。镍基高温合金按其生产方式也分为变形高温合金(如GH3039、GH4033等)与铸造高温合金(如K405)两大类。由于使用温度越高的镍基高温合金其锻造性能也越差，因此，现在的发展趋势是:耐热温度高的零部件，大多选用铸造镍基高温合金制造，其使用温度可达1050℃。

为了提高高温合金的使用温度、力学性能和耐腐蚀能力，世界各国都在采用特殊工艺，如粉末冶金、微晶工艺、定向凝固技术、快速凝固、单晶、金属间化合物、难熔金属、涂层和包层以及人工纤维增强高温合金等新工艺，使高温合金的使用温度、力学性能和耐腐蚀能力达到现代工业要求。

由于单晶高温合金消除了晶界，去除了晶界强化元素，使合金的初熔温度大为提高，这样就可加入更多的强化元素并采取更高的固溶处理温度，使强化元素的作用得到充分的发挥。单晶高温合金的工作温度要比普通铸造高温合金高约100℃。对涡轮叶片而言，每提高25℃，就相当于提高叶片寿命3～5倍，发动机的推力就将会有较大幅度的增加。单晶高温合金的使用温度高达1040℃～1100℃，主要用于民用和军用飞机的喷气发动机上。(www.xing528.com)

金属构件在1300℃以上高温下工作并承受较大应力时，则必须采用难熔金属，如钽(Ta)、铼(Re)、钼(Mo)、铌(Nb)等及其合金。这些合金具有熔点高、强度高等优点，但冶炼加工困难，而且密度大。例如，钽基合金可制作高温真空炉中的加热器、热交换器及热电偶套管等，其工作温度可达1600℃～2000℃，在宇航、能源开发领域也有广泛的应用前景。又如已投入使用的Nb－Hf合金，用来制造火箭喷嘴等高温构件。可以说，难熔金属及其合金是制作高压、超高温热交换器，以及应用于航空、航天等高科技领域的优良材料。