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镍基高温合金的发展趋势 以镍为基体(含量一般大于50%) 在650～1000℃范围内具有较高的强度和良好的抗燃气腐蚀能力的高温合金。 发展过程 镍基高温合金(以下简称镍基合金)是30年代后期开始研制的。英国于1941年首先生产出镍基合金Nimonic 75(Ni-20Cr-0.4Ti)；为了提高蠕变强度又添加铝，研制出Nimonic 80(Ni-20Cr-2.5Ti-1.3Al)。美国于40年代中期，苏联于40年代后期，中国于50年代中期也研制出镍基合金。镍基合金的发展包括两个方面：合金成分的改进和生产工艺的革新。50年代初，真空熔炼技术的发展，为炼制含高铝和钛的镍基合金创造了条件。初期的镍基合金大都是变形合金。50年代后期，由于涡轮叶片工作温度的提高，要求合金有更高的高温强度，但是合金的强度高了，就难以变形，甚至不能变形，于是采用熔模精密铸造工艺，发展出一系列具有良好高温强度的铸造合金。60年代中期发展出性能更好的定向结晶和单晶高温合金以及粉末冶金高温合金。为了满足舰船和工业燃气轮机的需要，60年代以来还发展出一批抗热腐蚀性能较好、组织稳定的高铬镍基合金。在从40年代初到70年代末大约40年的时间内，镍基合金的工作温度从 700℃提高到1100℃，平均每年提高10℃左右。
镍基变形高温合金(wrought nickel-base superalloy) 以镍为主要基体成分的变形高温合金。它可采用常规的锻、轧和挤压等冷、热变形手段加工成材。镍基变形高温合金在整个高温合金材料领域中占有特殊重要的地位，广泛地用来制造航空喷气发动机、各种工业燃气轮机的热端部件，如工作叶片、导向叶片和燃烧室等。按强化方式可分为固溶强化镍基变形高温合金，弱时效强化镍基变形高温合金和强时效强化镍基变形高温合金3类。成分特点 铬在镍基变形高温合金中的主要作用是增加耐蚀能力。20世纪40～50年代发展的镍基变形高温合金中铬含量高达18％～20％，在60年代，为了提高高温强度，将铬含量降低到8％～12％。过度降铬有损抗yang化、耐蚀能力。固溶强化镍基变形高温合金中加入较多的钨、钼、钻等元素。弱时效强化镍基变形高温合金可添加一定量的铝、钛、铌等时效强化元素。在强时效强化镍基变形高温合金中则可以加入多量的铝、钛、铌元素，但其总量最高不能超过7．5％。也加入硼、铈、镁等晶界强化元素。组织特点 镍基变形高温合金中主要的强化相是γ’(Ni3Al)相，(见高温合金材料的金属问化合物相)，含量达20％～55％左右。另一类强化相是。γ’,(Ni3Nb)相(见高温合金材料的金属问化合物相)，在700℃以下对强度的贡献远大于γ’相，特别显著地提高屈服强度。加工方法 镍基变形高温合金塑性较低，变形抗力大，特别是含γ’相很高的强时效强化镍基变形高温合金，使用普通的热加工手段变形有一定困难，往往需采取一些特殊的加工工艺，如钢锭直接轧制、钢锭包套直接轧制和包套镦饼等新工艺。也采用加镁合金化和弯曲晶界热处理工艺来提高塑性。
主要应用 1、航空航天领域我国发展自主航空航天产业研制先进发动机，将带来市场对高端和新型高温合金的需求增加。航空发动机被称为“工业之花”，是航空工业中技术含量最高、难度最大的部件之一。作为飞机动力装置的航空发动机，特别重要的是金属结构材料要具备轻质、高强、高韧、耐高温、抗yang化、耐腐蚀等性能，这几乎是结构材料中最高的性能要求。高温合金是能够在600℃以上及一定应力条件下长期工作的金属材料。高温合金是为了满足现代航空发动机对材料的苛刻要求而研制的，至今已成为航空发动机热端部件不可替代的一类关键材料。目前，在先进的航空发动机中，高温合金用量所占比例已高达50%以上。在现代先进的航空发动机中，高温合金材料用量占发动机总量的40%~60%。在航空发动机上，高温合金主要用于燃烧室、导向叶片、涡轮叶片和涡轮pan四大热段零部件；此外，还用于机匣、环件、加力燃烧室和尾喷口等部件。 2、能源领域高温合金在能源领域中有着广泛的应用。煤电用高参数超超临界发电锅炉中，过热器和再过热器必须使用抗蠕变性能良好，在蒸汽侧抗yang化性能和在烟气侧抗腐蚀性能优异的高温合金管材；在气电用燃气轮机中，涡轮叶片和导向叶片需要使用抗高温腐蚀性能优良和长期组织稳定的抗热腐蚀高温合金；在核电领域中，蒸汽发生器传热管必须选用抗溶液腐蚀性能良好的高温合金；在煤的气化和节能减排领域，广泛采用抗高温热腐蚀和抗高温磨蚀性能优异的高温合金；在石油和天然气开采，特别是深井开采中，钻具处于4-150 ℃的酸性环境中，加之CO2，H2S和泥沙等的存在，必须采用耐蚀耐磨高温合金 。我国上海电气、东方电气、哈尔滨汽轮机厂等大型发电设备制造集团在生产规模和生产技术等方面近年来有了较大提高，拉动了对发电设备用的涡轮pan的需求。正在进行国产化研制的新一代发电装备－大型地面燃机（也可作舰船动力）取得了显著进展，实现量产后将带动对高温合金的需求。同时，核电设备的国产化，也将拉动对国产高温合金的需求。
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各国镍基合金对照表英国高温合金牌号: N75 N80A N90 N105 N115 N118 N901 N263 NimonicPE11 NimonicPE16 NimonicPK33 EPK57 PE13C130 C242 C1023 NimocastPE10 NimocastPD16 NimocastPD18 NimocastPK24 Stellite31 MM002Haynes25 法国高温合金牌号: ATVSMo ATVS2 ATVS7 ATVS7Mo ATGC1 ATGE ATGE2 ATGF ATGM2 ATGR ATGS3 ATGS4 ATGS8 ATGS9 ATGW0 ATGW1 ATGW2 ATGW3 ATGW4 ATGX ATGXX ATG33 ARC1628 ARC6015 NCRALZ NCRALC NCRALK25 KCN22W NW12KCATHf NC15K10DAT KC25NW 28NCD Z6NCT25 Z3NCT25-Z4CDT26 Z10NKC30 Z6NKCDT.38NC19FeNb NC22FeD NC22FeD NC22FeDNb NC15TNbA KC20WN NK15CAT NC20T NC20TA NC20KTA NK27CADTNC13AD NCK20D NC20K14 NC20KDTA NK18CDAT NCK18TDA Z12CNKDW20 Z42CKNDW20 Z6NCKDW45 ND27FeV NC17DWY NC15Fe 25NC3520 NC21FeDU KCN22W NW12KCATHf NC15K10DAT KC25NW Z8NCD 日本高温合金牌号: NCF600 NCF601 NCF750 NCF751 NCF800 NCF800H NCF825 NCF80A NCF1B NCF3 NCF2B
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