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鎳基合金是高溫合金中應(yīng)用廣、高溫強度的一類合金。其主要原因，一是鎳基合
金中可以溶解較多合金元素，且能保持較好的組織穩(wěn)定性；二是可以形成共格有序的 A3B型金屬間化合物g'[Ni3(Al，Ti)]相作為強化相，使合金得到有效的強化，獲得比鐵基高溫合金和鈷基高溫合金更高的高溫強度；三是含鉻的鎳基合金具有比鐵基高溫合金更好的抗燃氣腐蝕能力。鎳基合金含有十多種元素，其中Cr主要起抗腐蝕作用，其他元素主要起強化作用。根據(jù)它們的強化作用方式可分為：固溶強化元素，如鎢、鉬、鈷、鉻和釩等；沉淀強化元素，如鋁、鈦、鈮和鉭；晶界強化元素，如硼、鋯、鎂和稀土元素等。 鎳基高溫合金按強化方式有固溶強化型合金和沉淀強化型合金。 固溶強化型合金 具有一定的高溫強度，良好的抗冷、熱疲勞性能，并有良好的塑性和焊接性等，可用于制造工作溫度較高、承受應(yīng)力不大(每平方毫米幾公斤力，)的部件，如燃氣輪機的燃燒室。 沉淀強化型合金 通常綜合采用固溶強化、沉淀強化和晶界強化三種強化方式，因而具有良好的高溫蠕變強度、和抗熱腐蝕性能，可用于制作高溫下承受應(yīng)力較高(每平方毫米十幾公斤力以上，) 的部件，如燃氣輪機的渦輪葉片等。 此外，鎳基合金也可用做航天器、火箭發(fā)動機、核反應(yīng)堆、石油化工和能源轉(zhuǎn)換設(shè)備等的高溫部件。在現(xiàn)代飛機發(fā)動機中，渦輪葉片幾乎全部采用鎳基合金制造。
鎳基鑄造高溫合金的宏觀組織和蠕變性能 a.常規(guī)鑄造等軸晶、b.定向結(jié)晶柱狀晶 c.單晶 組織 鎳基合金的顯微組織特點及其發(fā)展情況見圖3，合金中除奧氏體基體外，還有在基體中弭散分布的g'相，在晶界上的二次碳化物和在凝固時析出的一次碳化物和硼化物等。隨著合金化程度的提高，其顯微組織的變化有如下趨勢：g'相數(shù)量逐漸增多，尺寸逐漸增大，并由球狀變成立方體，同一合金中出現(xiàn)尺寸和形態(tài)不相同的g'相。在鑄造合金中還出現(xiàn)在凝固過程中形成的g+g'共晶，晶界析出不連續(xù)的顆粒狀碳化物并被g'相薄膜所包圍，組織的這些變化改善了合金的性能。 現(xiàn)代鎳基合金的化學(xué)成分十分復(fù)雜，合金的飽和度很高，因此要求對每個合金元素(尤其是主要強化元素)的含量嚴加控制，否則會在使用過程中容易析出有害相，損害合金的強度和韌性。
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