很多人不知道鎳基高溫合金材料的研究進展的知識，小編對GH3536 鎳基高溫合金熱處理工藝進行分享，希望能對你有所幫助！

本文導讀目錄：

1、鎳基高溫合金材料的研究進展

2、GH3536 鎳基高溫合金熱處理工藝

3、K438鑄造高溫合金延伸率

鎳基高溫合金材料的研究進展

　　鎳基高溫合金是以鎳為基體(含量一般大于50%)、在6501000℃范圍內具有較高的強度和良好的抗氧化、抗燃氣腐蝕能力的高溫合金。

　　它是在Cr20Ni80合金基礎上發展起來的，為了滿足1000℃左右高溫熱強性(高溫強度、蠕變抗力、高溫疲勞強度)和氣體介質中的抗氧化、抗腐蝕的要求，加入了大量的強化元素，如W、Mo、Ti、Al、Nb、Co等，以保證其優越的高溫性能。

　　除具有固溶強化作用，高溫合金更依靠Al、Ti等與Ni形成金屬間化合物′相(Ni3Al或Ni3Ti等)的析出強化和部分細小穩定MC、M23C6碳化物的晶內彌散強化以及B、Zr、Re等對晶界起凈化、強化作用。

　　添加Cr的目的是進一步提高高溫合金抗氧化、抗高溫腐蝕性能。

　　鎳基高溫合金具有良好的綜合性能，目前已被廣泛地用于航空航天、汽車、通訊和電子工業部門。

　　隨著對鎳基合金潛在性能的發掘，研究人員對其使用性能提出了更高的要求，國內外學者已開拓了針對鎳基合金的新加工工藝如等溫鍛造、擠壓變形、包套變形等。

　　利用快速凝固法也可以實現高溫合金晶粒的微細化，從而得到組織超塑性現象。

　　毛雪平等在500600℃高溫條件下對鎳基合金C276進行了拉伸力學試驗，并分析了溫度對彈性模量、屈服應力、斷裂強度以及延伸率的影響，發現鎳基合金C276在高溫下具有屈服流變現象和良好的塑性。

　　在高溫條件下，抗氧化性靠Al2O3和Cr2O3保護膜提供，因此鎳基合金必須含有這兩種元素之一或兩者都有，尤其是當強度不是合金主要要求時，要特別注意合金的抗高溫氧化性能和熱腐蝕性能，高溫合金的氧化性能隨合金元素含量的不同而千差萬別，盡管高溫合金的高溫氧化行為很復雜，但通常仍以氧化動力學和氧化膜的組成變化來表征高溫合金的抗氧化能力。

　　趙越等在研究K447在700950℃的恒溫氧化行為時發現其氧化動力學符合拋物線規律：在900℃以下為完全抗氧化級，在900950℃為抗氧化級，而且K447氧化膜分為3層，外層是疏松的Cr2O3和TiO2的混合物，并含有少量的NiO及NiCr2O4尖晶石；中間層是Cr2O3；內氧化物層是Al2O3并含有少量TiN，隨著溫度的升高，表面氧化物的顆粒變大，導致表面層疏松，氧化反應加速進行。

　　李維銀等利用靜態增重法研究新型鎳基高溫合金在950℃的氧化行為時發現，氧化動力學也遵循拋物線規律，在氧化過程中發生了內氧化，氧化膜以Cr2O3為主，并且含有(Co，Ni)Cr2O4、Al2O3及TiO2。

　　薛茂全在研究含MoS2鎳基高溫合金在800℃的恒溫氧化行為時發現，氧化100h后，由于在合金表面氧化生成Cr2O3和NICr2O4保護膜，氧化過程逐步受到抑制；隨著MoS2含量的增加，合金產生的氧化分解和揮發增加，所以MoS2的加入不利于材料的抗氧化性能。

　　在實際應用中，各種零部件在承受著高溫、高應力的作用時，尤其在啟動、加速或減速過程中，快速加熱或冷卻引起的各種瞬間熱應力和機械應力疊加在一起，致使其局部區域發生塑性變形而產生疲勞影響零件壽命，故要研究其高溫疲勞行為。

　　何衛鋒等在研究激光沖擊工藝對GH742鎳基高溫合金疲勞性能的影響時發現，激光沖擊強化能延長鎳基高溫合金抗拉疲勞壽命316倍以上，延長振動疲勞壽命214倍，強化后殘余壓應力影響層深度達110mm。

　　郭曉光等在研究鑄造鎳基高溫合金K435室溫旋轉彎曲疲勞行為時發現，在應力比R-1，轉速為5000r/min(8313Hz)和實驗室靜態空氣介質環境下，K435合金室溫旋轉彎曲疲勞極限為220MPa，裂紋主要萌生在試樣表面或近表面缺陷處，斷口主要由裂紋萌生區、裂紋穩態擴展區和瞬間斷裂區組成。

　　黃志偉等在研究鑄造鎳基高溫合金M963的高溫低周疲勞行為時發現，由于高溫氧化作用在相同的總應變幅下，M963合金在低應變速率下具有較短的壽命；因為該合金的強度高、延性低，形變以彈性為主，M963合金具有較低的塑性應變幅和較低的過渡疲勞壽命。

　　于慧臣等在研究一種定向凝固鎳基高溫合金的高溫低周疲勞行為時發現，由于合金在不同溫度范圍內具有不同的微觀變形機制，溫度對合金的變形有明顯影響，在760℃以下合金呈現循環硬化，而在850℃和980℃時則表現為循環軟化。

　　當溫度T≥(0.30.5)Tm時，材料在恒定載荷的持續作用下，發生與時間相關的塑性變形。

　　實際上是因為在高溫下原子熱運動加劇，使位錯從障礙中解放出來從而引起蠕變。

　　水麗等在對一種鎳基單晶合金的拉伸蠕變特征進行分析時發現，在9801020℃、200280MPa條件下蠕變曲線均由初始、穩態及加速蠕變階段組成；在拉伸蠕變期間′強化相由初始的立方體形態演化為與應力軸垂直的N-型筏形狀；初始階段位錯在基體的八面體滑移系中運動；穩態階段不同柏氏矢量的位錯相遇，發生反應形成位錯網；蠕變末期，應力集中致使大量位錯在位錯網破損處切入筏狀′相是合金發生蠕變斷裂的主要原因。

　　李楠等在研究熱處理對一種鎳基單晶高溫合金高溫蠕變性能的影響時發現，尺寸為0.4m左右、規則排列的立方′相具有較好的高溫蠕變性能，而較小的′相和較大的′相均不利于合金在高溫下的蠕變性能，二次時效處理對提高合金高溫蠕變強度的作用不大，筏形組織的完善程度影響合金高溫下的蠕變性能，二次′相不利于提高合金高溫蠕變性能。

　　由于在航空航天發動機中，工作條件是高溫6001200℃，應力作用復雜，對材料的要求苛刻；而鎳基高溫合金具有足夠高的耐熱強度，良好的塑性，抗高溫氧化和燃氣腐蝕的能力以及長期組織穩定性，因此鎳基高溫合金主要應用于制造渦輪發動機熱端部件和航空火箭發動機各種高溫部件。

　　在航空渦輪發動機上，鎳基高溫合金主要應用在燃燒室、導向葉片、渦輪葉片和渦輪盤；在航天火箭發動機上，主要應用在渦輪盤，此外還有發動機軸、燃燒室隔板、渦輪進氣導管以及噴灌等。

　　通過添加適量的Al、Ti、Ta，保證′強化相的數量；加入大量的W、Mo、Re等難熔金屬元素，也是提高強度的有效途徑。

　　但是為了維持良好的組織穩定性，不析出、等有害相，而在新一代合金中通過加入Ru來提高合金的組織穩定性。

　　從航空發動機設計的角度考慮，密度大的合金難有作為，特別是對動葉片，在非常大的離心力下是不適合的。

　　為此，要發展密度小的單晶高溫合金，如CMSX-6、RR2000、TMS-61、AM-3、ONERAM-3等，其中的RR2000單晶合金實際上是在IN100(K17)合金基礎上發展的，密度為7.87g/cm3。

GH3536 鎳基高溫合金熱處理工藝

　　GH3536合金是一種含鐵量較高的，主要用Cr、Mo進行固溶強化的一種鎳基高溫合金。

　　該合金具有良好的抗氧化和耐腐蝕性能，冷、熱加工成型性和焊接性能良好。

　　該合金在國外航空發動機和民用工業中獲得了極為廣泛的應用，我國主要用于制造燃燒室部件和其他熱端部件以及蜂窩結構等。

　　該合金可以在900℃以下長期使用，短時工作溫度可達1080℃，其在高溫下長期使用后有一定的時效硬化現象。

　　該合金在固溶態的組織為奧氏體基體，合金內部主要的碳化物為M6C、M23C6，M主要為Cr、Mo。

　　高溫合金，也稱耐熱合金[1]，是指以鎳、鐵、鈷為基體，能在600℃以上的高溫及一定應力作用下長期工作的，能承受較大復雜應力、并具有表面穩定性的一類金屬材料。

　　高溫合金為單一奧氏體基體組織，在各種溫度下具有良好的組織穩定性和使用的可靠性，且高溫合金的合金化程度高，故在英美稱之為超合金（Superalloy）。

　　高溫合金具有較高的高溫強度，良好的抗氧化抗腐蝕性能，并且有優異的抗疲勞抗蠕變性，以及良好的斷裂韌性、塑性等綜合性能，在現代國防建設和國民經濟發展中，是不可替代的材料。

　　為適應GH3536合金焊接特點，應采用盡可能小的線能量，以避免近縫區晶粒粗化，降低焊縫熱裂紋傾向。

　　但由于高溫合金溶深淺，而且金屬的流動性、潤濕性較差，應保證焊縫熔合成形，施予足夠的能量。

　　因此，需正確調整焊接電流、電弧電壓及焊接速度等工藝參數，并嚴格控制其波動范圍。

　　要求焊縫外表面圓滑，無咬邊、凹陷、氧化等缺陷。

　　內焊縫熔透，寬度1．5～2．0mm，高度0．5mm以下，無氧化。

K438鑄造高溫合金延伸率

　　材料的技術標準YB/T52481993《鑄造高溫合金母合金。

　　物理性能：熔點：1260℃1330℃；密度：8.16g/cm3；膨脹系數：20800℃：15.6╳10-6℃-1；室溫硬度（850℃時效）：HBS373。

　　熱處理制度1120C，2h，空冷+850C，24h，空冷。

　　應用概況與特殊要求該合金已通過國家鑒定，并在幾家工廠正式投產，制造了幾萬片渦輪葉片，投入使用。

　　航空發動機改為艦用和陸用時，亦選用該合金制作渦輪工作葉片和導向葉片。

　　零件熱處理工藝1120C，2h，空冷850C，24h，空冷。

　　如果冷卻速度緩慢，合金的持久性能將明顯下降。

　　無余量精鑄零件熱處理過程中應控制熱處理氣氛，使之不發生表面合金元素貧化、氧化或者晶間腐蝕等現象。

那么以上的內容就是關于鎳基高溫合金材料的研究進展的介紹了，GH3536 鎳基高溫合金熱處理工藝是小編整理匯總而成，希望能給大家帶來幫助。