高温合金拥有优良的高温强度和抗氧化抗侵蚀机能、
、优异的抗委顿和抗蠕变机能、
、以及甚佳的断裂机能和组织不变性
，，，是现代国防建设和国民经济发展不成代替的关键资料[1]
。。。高温合金的发展与航空发起机和各类工业燃气轮机的发展亲昵有关
，，，是航空发起机和工业燃气轮机发展的重要保障
，，，而航空发起机及工业燃气轮机的发展是高温合金发展的动力
。。。先进高温合金资料和工艺的研制属高技术领域
。。。高温合金的发展水平是一个国度工业水平凹凸的标志之一
，，，也是一个国度国防力量强弱的标志之一
。。。世界各先进国度都极度器重高温合金的钻研、
、出产和利用
，，，并投入了大量的人力和物力
。。。

我国从1956年起头研制和出产高温合金
。。。50多年来
，，，我国高温合金从无到有
，，，从仿制到创新
，，，已先后研制和出产了近200个商标
，，，形成了拥有中国特色的齐全的高温合金系统
，，，保障了我国航空航天发起机及燃气轮机所需高温合金资料齐全安身于国内
。。。

中国科学院金属钻研所高温合金和金属间化合物钻研组从1962年起头钻研高温合金
，，，至今已有50年汗青
，，，先后研制成功或正在钻研的有铁基变形高温合金GH2135、
、GH2035A、
、GH2984、
、GH2328、
、GH2901、
、GH2761、
、GH2107
；镍基变形高温合金GH4413
；无缝管材合金GH3044大尺寸涡轮盘合金GH4698和GH4742
；镍基铸造合金K4169、
、K435、
、K446、
、K452、
、K447、
、K445
；钴基高温合金K640S
；BC合金I(444
；定向凝固高温合金DZ417G、
、DZ483、
、DZ444G
；单晶高温合金DD444、
、DD417G、
、DD483
；低膨胀高温合金GH2903等20多个商标
，，，其中约有一半是与兄弟组或其它单元共同实现的
。。。下面重点介绍几种我国独创和独具特色的高温合金
。。。

1、
、涡轮盘用铁基高温合金GH2135

GH2135合金是中国科学院金属钻研所于1958年在师昌绪先生领导下研制的铁基变形合金
，，，用以包办其时大量使用的镍基合金GH4033
。。。初期由于中心缩孔等冶金缺点
，，，在抚顺钢厂铸造时不能成材
，，，并且由于追求悠久强度
，，，选择的固溶处置温度高达1220℃
，，，处置后的试棒理论由于氧化皮太厚而暂停钻研
。。。在终止钻研几年后
，，，1962年本钻研组重新起头研制
，，，从合金的成分领域、
、最佳成分节制、
、热处置制度、
、组织结构到全面力学机能测试等
，，，都进行了较为深刻的钻研
。。。

GH2135合金的综合机能达到或超过了GH4033合金
。。。1964年起头到抚顺钢厂进行工业试出产
，，，并与抚钢合作发展工程化钻研
，，，获得了大量数据
。。。在国内外公开颁发论文数十篇
，，，并出版GH2135铁基高温合金汇编一本[2】
。。。自1967年GH2135合金正式列入“冶标”起头转入批量出产
，，，至1974年
，，，抚钢、
、上钢五厂、
、大冶 钢厂
，，，齐齐哈尔钢厂等冶金厂出产量达1000多t
。。。

GH2135合金重要用作涡轮盘资料
，，，也已经用来制作涡轮叶片和燃气轮机的火焰筒等分歧结构件
。。。

1.1合金的化学成分特点

GH2135合金的化学成分
，，，与GH4033合金相比
，，，最大特点是节俭大量的镍和少量的铬
。。。从表1能够看出
，，，GH2135可节俭41％的镍和5.5％的铬
。。。这在其时中国不足镍和铬资源的情况下
，，，出格是西方本钱主义国度对我国进行经济关闭的局势下
，，，不仅拥有极度重要的经济意思
，，，并且有着不成估计的政治意思
。。。

与GH4033合金相比
，，，GH2135合金还利用了4％左右的难熔金属元素w+Mo进行固溶强化
，，，而GH4033则没有选取难熔金属固溶强化
。。。同时
，，，GH2135 合金参与了约5％的Al+Ti进行沉淀强化
，，，而GH4033合金仅参与了3.4％左右的Al+Ti形成)
，，，强化
，，，前者γ'相的含量为12％～16％[3]
，，，而后者γ'相的含量则只有7.3％～9.1％[4]
。。。

1.2合金的显微组织特点

GH2135合金金相组织的最大特点是沿晶散布的链状碳化物不是M23C6
，，，而是二次TiC
。。。通常以为含有2％W和2％Mo的铁基或镍基高温合金
，，，应该有M23c6相沿晶界析出
。。。但电解萃取相的x射线分析没有发现M：：：C6
，，，甚至将萃取相进行相分离
，，，只保留碳化物和硼化物相
，，，x射线结构分析依然只发现TiC
。。。

GH2135合金低温沿晶断口的萃取复型证明
，，，晶界上的颗粒相重要是830℃第一次时效处置时析出的二次TiC
，，，有时也发现有少量颗粒状M3B2相在晶界存在
。。。

1.3合金的力学机能特点

GH2135合金的综合力学机能已达到GH4033合金水平
。。。但与GH4033合金比力
，，，GH2135合金有如下两个重要的特点
。。。

1.3.1优良的低周委顿机能

在同样的试验前提下
，，，GH2135合金的周期悠久机能和有委顿载荷下的悠久功夫都显著优于镍基合金GH4033的
，，，相应数据要逾越1～10倍
。。。其他低周委顿机能
，，，如恒应力节制的缺口试样的低周委顿也都显示出显著的优越性[2]
。。。

在650℃、
、600MPa前提下测试GH2135合金和GH4033合金的周期悠久机能
，，，了局见表2t
。。。由表2可见
，，，GH2135合金的周期悠久循环断裂次数为GH4033合金的1.6～9.5倍
，，，悠久功夫约为GH4033合金的2倍
。。。在委顿负荷下GH2135合金和GH4033合金的悠久断裂功夫见表3t
。。。由表3可见
，，，在有交变应力作用的同样试验前提下
，，，GH2135合金的悠久断裂功夫为GH4033合金的2～5倍
，，，纯悠久断裂功夫为GH4033合金的2倍
。。：：：芟匀
，，，GH2135合金的低周委顿机能显著优于GH4033合金的
。。。

此外
，，，还应着重强调
，，，GH2135合金在涡轮盘工作的温度和应力情况下
，，，蠕变一委顿交互作用系数B=0
，，，而GH4033合金的则为4
。。。蠕变一委顿交互作用通？？砂凳疚

交互作用系数B=0
，，，注明蠕变危险与委顿危险没有交互作用
，，，而B=4
，，，注明两者之间有显著交互作用
，，，使危险更严重
。。。只管GH2135合金和GH4033合金处于统一前提
，，，由于蠕变一低周委顿交互作用而使GH4033合金的使用寿命显著降落
，，，其总周期数和总寿命都只有GH2135合金的40％[5]
。。。这越发显示了GH2135合金在低周委顿方面的优越性
。。。

1.3.2屈服强度随温度的畸形变动

高温合金的屈服强度通常随温度升高而不休显著降低
，，，而GH2135合金的屈服强度随温度升高不只不降低
，，，反而有所增长
，，，直到750℃才起头缓慢降低
。。。

这是GH2135合金力学机能的又一特点
，，，了局如表4所列
。。。因而
，，，选取GH2135合金制作在750℃温度以下使用的涡轮盘、
、导流盘和其他高温零部件是极度有利的
。。。此外
，，，用GH2135合金制作热作模具优越性更大
。。。由于热作模具
，，，蕴含锻锤砧子等
，，，在工作过程中温度愈来愈高
，，，通常模具资料会因其屈服强度严重降落而出现凹陷
；而GH2135合金与此相反
，，，工作温度越高
，，，屈服强度畸形增长
，，，不会出现通常模具资料所产生的严重变形景象
。。。

1.4合金的利用特点

由于GH2135合金的综合机能优良
，，，委顿机能优异
，，，出格适于制作航空发起机涡轮盘
。。。20世纪70年代
，，，曾大量制作WP.6和WP.6甲发起机一、
、二级涡轮盘
，，，设备1000多架歼击机和强击机在外场正式投入使用
，，，其中还有300多架飞机援外[6]
。。。在那个年代这是一种值得夸奖的事业
。。。

GH2135合金是我国独创的第一个涡轮盘铁基高温合金
，，，它是我国自行研制的铁基沉淀强化高温合金中使用最早、
、使用量最大、
、使用种类最多、
、钻研工作最深刻的一种合金
，，，在我国高温合金的发展史上占有极度重要的一页
。。。它对推动我国高温合金的发展
，，，出格是铁基高温合金的发展起了不成磨灭的作用
。。。它的研制成功为我国高温合金人材造就也起了极度重要的作用
。。。GH2135合金的研制于1978年获得全国科学大会重大科研成就奖
。。。

2、
、环形件用铁基高温合金GH2035A

WJ5系列航空发起机的涡轮内、
、外环等11种零件原选取GH1035铁基合金
，，，在合金出产过程中存在强度低、
、塑性差和铸造裂纹多这3大技术难题
，，，使制品率极低
，，，造成重大浪费
。。。本钻研组通过成分调整、
、热处置制度改进等钻研工作
，，，在GH1035合金成分基础上开发出一种拥有自主知识产权的专利合金GH2035A
。。。该合金除保留原合金的利益外
，，，其综合机能大幅度提高
，，，持久机能越发不变
，，，同时
，，，出产工艺不变
，，，热加工机能优异
，，，成形性优良
，，，能够出产锻材、
、棒材、
、板材和管材等
。。。几年来
，，，出产量已超过100t
，，，成材率达80％以上
，，，机能合格率达100％
。。。

2.1合金的化学成分特点

GH2035A合金和GH1035合金的化学成分见表50由表5可见
，，，GH2035A合金的化学成分有以下特点：：：A1和Ce在GH1035合金中是杂质元素
，，，愈低愈好
，，，通常都不有意参与
，，，而在GH2035A合金中是作为合金元素必须参与的
，，，并且Al还必须在成分领域内才合格
；GH2035A合金中参与了微量B元素
，，，与GH1035合金不加B成为鲜明对照
；GH2035A合金中确定了只加Ti而不加Nb
，，，还允许参与微量Mg元素
。。。

本钻研组的钻研了局为GH2035A的成分确定提供了充分而靠得住的凭据
。。。

选用Fe.37Ni.22Cr-3W为基础成分
，，，用正交试验设计步骤系统地钻研了Al、
、Ti、
、Nb、
、C、
、B和RE等元素对GH2035A合金的机能和组织的影响
，，，其中对室温拉伸机能和700℃、
、235]VIPa前提下悠久机能的影响如图1和图2所示
。。。有关分析了局批注：：：1)A1应作为合金元素参与
。。：：：辖鹬胁斡0.25％A1
，，，抗张强度和屈服强度可别离增长250和150lVIPa
，，，而达到900和450MPa以上
，，，伸长率和面缩率别离高于30％和50％
，，，悠久寿命由几小时耽搁至150h
，，，远远超过技术指标要求
，，，而不加A1或其含量低于0.25％时
，，，则合金机能达不到技术前提的要求
；加A1不仅由于增长了γ'数量而显著提高合金的瞬时强度和悠久强度
，，，并且使γ'相的组成由Ni3Ti转变为Ni3(A1
，，，Ti)
，，，大大提高了合金的不变性
；2)选用Ti而不用Nb作为强化元素
。。。这是由于Ti的强化成效比Nb更显著
，，，当Nb含量较低时强化不显著
，，，要使强度达到技术前提要求
，，，Nb含量必须高于1.2％
，，，而Ti含量仅需0.8％
，，，同时Nb在合金中的偏析水平高于Ti的
，，，含1.6％Nb时
，，，不仅形成大块NbC
，，，并且合金中还形成相
；3)合金中参与微量B
。。：：：辖鹬泻0.005％B时
，，，悠久寿命即由不含B的130h提高到500h
，，，B含量增长到0.01％时
，，，寿命增长到700hl加B不仅使晶界M23C6相细块化
，，，且天生颗粒状MB：：：相
，，，显著强化了晶界
，，，悠久断裂由典型的沿晶型转变为混合型
，，，因而使合金的悠久寿命和悠久塑性大幅度提高
；4)参与0.05％稀土元素
，，，可获得最佳拉伸机能和悠久机能
。。。采取上述4项改善措施后
，，，GH2035A合金的高温拉伸机能显著提高
，，，了局如图3所示
。。。由图3能够看出
，，，GH2035A合金与GH1035合金在900℃的拉伸机能比力时
，，，两者的抗拉强度和屈服强度相当
，，，而前者的拉伸伸长率为101％
，，，后者的为60％～65％
。。。从图3还可看出
，，，温度更高
，，，GH2035A合金的高温塑性更好
。。。这注明GH2035A合金热加工机能更好
，，，不易出现铸造裂纹
。。。因而
，，，GH2035A合金的综合机能要显著优于GH1035合金的
，，，全数解决了GH1035合金存在的3大技术难题
。。。1990年GH2035A合金获得了中国发现专利证书(ZL90110284.9)[10]
。。。

2.2在航空发起机上的利用

GH2035A合金制作的I级涡轮内环、
、外环、
、止动环、
、支承环和Ⅱ级分瓣涡轮外环等6种零件
，，，从1987年起头
，，，正式装用于WJ5A1发起机
，，，至1991年4月已出厂208台
，，，装于运七飞机
，，，在全国15个机场投入飞行
。。。总飞行功夫已超过20×10h
，，，单台最长飞行功夫3099h
，，，无任何以障
。。。

此外
，，，该合金还用于制作5种WJ5、
、WJ5A发起机零件和4种TB2.117A发起机零件投入使用
。。。

GH2035A合金不仅解决了WJ5系列发起机急需的重要高温资料
，，，使该系列发起机的正常出产及WJ5AI发起机的延寿工作得以进行
，，，并且它添补了我国高塑性锻材的空缺
，，，拥有优异的热加工机能和抗氧化机能
，，，在其它发起机和工业中也可推广利用
。。！！癢J5AI发起机用GH2035A合金”在1990年获中国科学院科技进取奖一等奖
，，，1991年获国度科技进取奖三等奖
。。。

3、
、涡轮叶片用DZ417G合金

定向凝固镍基柱晶高温合金DZ417G是我国先进的第三代航空发起机的低压一、
、二级涡轮叶片资料
，，，从1993年项目论证
，，，1994年国度计委正式立项
，，，至2005年年底通过技术鉴定
，，，前后13年
，，，本钻研组进行了系统钻研
，，，全面实现了研制工作
。。。DZ417G合金是在K417G合金基础上研发成功的拥有自主知识产权的专利合金[11]
。。。与K417G合金相比
，，，DZ417G合金拥有独到特点
，，，重要创新点有以下方面
。。。

3.1化学成分中不加Zr而节制P含量

3.1.1不加对热裂有害的zr元素

表6所列为DZ417G合金和K417G合金的化学成分
。。。从表6可见
，，，DZ417G合金的化学成分最大特点是去掉了约0.7％Zr
。。。本钻研组的工作批注[12]
，，，去掉了 zr对DZ417G合金的室和善900℃拉伸机能以及760℃和980℃悠久机能没有显著影响
。。。由于元素zr强烈偏析于晶界
，，，使凝固温度区间增大
，，，推进晶界疏松形成
，，，有利于纵向热裂纹形成
，，，因而去掉Zr元素可显著克制订向凝固过程中的热裂偏差
，，，相应地
，，，定向凝固工艺制备涡轮叶片的合格率大为提高
。。。

3.1.2利用P的有益作用

高温合金
，，，出格是铸造高温合金
，，，通常都把P看作是有害杂质
，，，但愿P含量愈低愈好
，，，中科院金属钻研所研制成功的低偏析高温合金就是一个典型的实例
。。。本钻研组钻研了P含量对DZ417G合金力学机能的影响
。。。了局批注
，，，P含量对DZ417G合金悠久机能影响最显著(见图4)
。。。P含量为0.003％～0.015％时
，，，DZ417G合金悠久功夫达到峰值
，，，相应悠久塑性也很好
。。。有关技术前提划定P含量≤0.005％
，，，而凭据几十炉DZ417G母合金的统计了局
，，，工业出产的母合金的P含量都在0.003％-0.005％领域
，，，因而
，，，没有必要把P含量降到0.0005％以下
，，，节制P含量在一个相宜的低水平领域即可
。。。

DZ417G合金的S和Fe等有害元素都较K417G合金的低
，，，有利于提高力学机能
。。。

3.2选取最佳热处置制度 提高藐小γ'相数量

通过系统钻研
，，，选取的最佳热处置制度为(1220℃
，，，2h
，，，AC)+(980℃
，，，16h
，，，AC)
。。。对于DZ417G合金
，，，固溶处置温度愈高
，，，藐小γ'相数量愈多
，，，因而悠久时问愈长
，，，见图5[11]
，，，但固溶处置温度高达1240℃
，，，显著降低拉伸塑性
，，，所以选定固溶处置温度为1220℃
。。。时效处置温度选定为980℃
，，，是由于该温度时效处置悠久功夫最长
，，，见表7[11]
，，，而K417合金则不必要热处置
，，，在铸态下直接使用
。。。

3.3选取定向凝固工艺制成定向柱晶组织改善力学机能

定向凝固柱晶高温合金组织的最大特点是晶粒沿主应力方向呈柱状晶分列
，，，柱晶取向通常为<001>
，，，并且解除了横向晶界
。。。工业出产中柱晶取向与主应力方向之间有肯定误差
，，，通？＝谥圃10~-15
。。。以内
。。。等轴晶高温合金(蕴含变形和铸造高温合金)在高温应力状态
，，，晶界成为幽微环节
，，，而那些与主应力轴垂直的横向晶界
，，，受到的正向拉应力最大
，，，因而成为裂纹的形核与扩大的有利地位
。。。定向凝固柱晶高温合金解除了横向晶界
，，，对于合金力学机能的改善是极度有利的
。。。DZ417G合金制成定向柱晶合金后力学机能显著提高
。。。

3.3.1蠕变断裂机能的提高

DZ417G定向凝固柱晶高温合金由于解除了幽微的横向晶界
，，，只有平行于主应轴的纵向晶界
，，，因而推迟了蠕变裂纹的形核与扩大
，，，使蠕变断裂功夫(悠久功夫)显著耽搁
；同时
，，，使第三阶段蠕变应变显著增长
，，，因而使蠕变断裂塑性(悠久塑性)显著改善
。。。例如在900℃
，，，300MPa前提下
，，，定向柱晶合金的悠久功夫比统一成分的等轴晶合金的逾越1倍
，，，而其悠久塑性则逾越2倍
，，，如表8所列[1]
。。。

3.3.2抗冷热委顿机能的改善

对于定向凝固DZ417G合金
，，，<001>取向的纵向弹性模量E值为134GPa
，，，横向弹性模量E值为155GPa
，，，而同成分等轴晶合金为201GPa
。。。在1000℃保温100S
，，，在25℃水中冷却35S前提下
，，，经338次循环后
，，，DZ417G合金横向试样(其缺口方向为(001))和纵向试样(缺口方向为非(001))的裂纹长度
。。。了局批注
，，，横向试样裂纹长度为1.0rain
，，，而纵向试样裂纹长度达3_3mnl
。。。也就是说
，，，横向试样的热委顿裂纹长度仅为纵向试样的三分之一
，，，拥有最低弹性模量的(001)取向的横向试样的抗冷热委顿机能最好[1
。。。这是由于冷热委顿机能的曲直取决于资料环境温度变动△T的巨细
。。。而环境温度的变动必然在资料内产生热应力Act,A诃

以由下式估算：：：

式中：：：为线膨胀系数
，，，E为弹性模量
。。？？杉诤汀饕谎蛳嘟那榭鱿
，，，E值越小
，，，其热应力的变动Aa也越小
，，，因而资料的冷热委顿寿命越长
，，，抗冷热委顿机能越好
。。。

定向凝固柱晶高温合金
，，，晶粒的(001)取向平行于主应力方向
。。。而(ore>取向的弹性模量与其他方向比力是最低的
，，，并且比等轴晶资料要低30％～35％
，，，也就是在同样热循环中所接受的Aa也比等轴晶资料所接受的△低30％～35％
，，，这样就耽搁了热委顿寿命
。。。

3.4DZ417G合金的特点与利用

DZ417G合金的特点如下
。。。

1)DZ417G合金成分单一
，，，不含稀缺贵重金属元素
，，，因而该合金密度小、
、成本低
。。。

2)DZ417G合金从室温至高温瞬时拉伸机能优良
，，，无缺口敏感性
，，，横向机能优异
，，，其中最凸起的利益是室温至高温的拉伸塑性优异
，，，且室温冲击韧性高
。。。

DZ417G合金的拉伸机能显著优于DZ404和DZ422合金的[15]
。。。

3)DZ417G合金的悠久强度满足先进航空发起机的要求
。。。DZ417G合金的悠久强度与国外第二代柱晶合金DSCM247LC和国内DZ404合金处于统一水平
，，，比强度与DZ422的一样
，，，且悠久塑性显著高于DZ404合金的[15]
。。。

4)DZ417G合金的室温与高温委顿机能优良
，，，与DZ422和DZ4125合金处于统一水平
，，，但高于DZ404合金
。。。DZ417G合金的冷热委顿机能优于DZ404合金的[15]
。。。

5)高温持久时效后
，，，DZ417G合金的组织和力学机能不变
，，，合金中相质量分数维持在60％
，，，力学机能满足要求[15]
。。。

6)DZ417G合金的高温抗氧化机能满足要求
，，，抗热侵蚀性优于DZ404合金的
。。。

7)DZ417G合金综合机能优异
，，，已用作先进航空发起机低压一、
、二级涡轮叶片等零件
，，，投入批量出产[14]
。。。

DZ417G合金及其它3种高温合金以“先进发起机凹凸压涡轮6种叶片用4种高温合金及工艺钻研”项目于2008年获中华人民共和国工业和信息化部科学技术进取奖一等奖
，，，并被推荐评审为国度科技进取一等奖
。。。

4、
、过热器管材用铁基高温合金GH2984

本钻研组[16-17]于20世纪60年代末起头研制一种适合我国高参数舰船主锅炉过热器管持久使用的新型铁基高温合金GH2984
。。。至20世纪70年代研制成功并出产用于新型主锅炉过热器管材
，，，装载舰船并经十年海上现实使用查核
。。。全面查抄批注
，，，GH2984合金管无缺无损
，，，还可持续使用[16]
。。。GH2984合金是过热器管的重要用材
，，，其重要机能与美国特殊金属公司2003年正式颁布的镍基合金Inconel740合金处于统一水平
，，，而价值要便宜得多
，，，这也为我国高参数超超临界机组早已作好了过热器和再热器资料的技术储蓄
。。。GH2984合金的重要特点有如下几方面[16]
。。。

4.1GH2984合金的化学成分特点

与国外类似高蒸汽参数过热器管材合金比力
，，，GH2984合金中不含Co
，，，而Inconel740、
、Inconel617和Nimonic263等合金都含有12％~21％Co
。。。并且GH2984合金含Fe达32％～34％
，，，相应Ni含量削减
，，，其他合金中Fe均为杂质元素
，，，如表9所列
。。。GH2984合金的成分特点将带来极度可观的经济效益
。。。

4.2GH2984合金优异的力学机能

GH2984合金的室温至高温拉伸强度以及650～750℃悠久强度极度优良
，，，其室和善700℃拉伸强度显著高于常用高机能管材合金Inconel625和Nimonic263的
，，，如表10所列[1]
。。。其悠久强度高于Nimonic263合金的
，，，与Inconel625合金的相近
。。。其3万小时和l0万小时的悠久强度在700℃时与Inconel740合金的处于统一水平
，，，而其在650和750℃时的悠久强度也根基与Inconel625和Nimonic263合金的处于统一水平
，，，如图6所示[13]
。。。

4.3GH2984合金优良的耐蚀性

由于合金的cr含量达18％~20％
，，，能够形成致密而牢固的Cr20为主的氧化膜
，，，所以抗氧化性和抗热侵蚀性优良
。。。表11列出了GH2984合金经700～900℃氧化100h的氧化速度数据[1钔
。。。由表11可知
，，，700℃的均匀氧化速度仅为0.0058(m2·h)
，，，远小于舰船对合金资料的氧化速度低于0.009～0.15g/(m2.h)的要求
，，，显著优于同类型铁基合金GH2135和GH1140的氧化速度
。。。

将3种合金置于25％NaCI+75％Na2SO4熔盐强侵蚀介质中
，，，经650～820℃保温3h
，，，测得热侵蚀质量损失
。。。了局批注(见表12)
，，，GH2984合金的侵蚀速度在750℃以下
，，，与对比试样GH1140和GH2135合金侵蚀速度根基相当
，，，750℃以上GH2984合金的耐热侵蚀机能最好
。。。单管燃气侵蚀用燃料为舰船燃气轮机使用的轻柴油
，，，盐雾用配制的人造海水参与
，，，为加快尝试进行
，，，选取高盐浓度(10)
，，，尝试温度为900℃
，，，功夫为25h
。。。尝试了局(见表12)批注
，，，GH2984合金的抗热侵蚀机能比GH2135合金的好
，，，与GH1140合金的相当
，，，远远优于镍基铸造高温合金K403的
，，，如表12所列[16]
。。。

别的
，，，GH2984合金的抗晶间侵蚀机能优异
，，，在各类分歧热处置状态或焊接后都不产生晶界侵蚀
。。。

4.4GH2984合金不变的显微组织

钻研了局批注
，，，GH2984合金经700℃、
、(0.1～1.8)×10h持久时效后的组织和力学机能比力不变
，，，满足大型舰船及超超临界电站锅炉持久使用的必要
。。。

GH2984合金经尺度热处置后
，，，奥氏体基体的晶粒度为4～6级
，，，晶界析出相较少
，，，γ'相呈球形
，，，弥散均匀散布于y基体
，，，γ'相直径约23nlTl
，，，数量为5.74％
，，，

是合金的重要强化相
。。。此外
，，，还有少量MC相
，，，蕴含NbC
，，，Ti
，，，C)
，，，它们是凝固结晶过程中析出的
，，，散布于晶内和晶界
，，，尺寸巨细为1-10μm
，，，在GH2984合金中的数量为0.52％
。。。

GH2984合金经700℃分歧功夫持久时效后
，，，y相颗粒半径随时效功夫t^1/3
。。。呈直线增长
，，，遵循通常颗粒长大速度的扩散节制粗化动力学法规
，，，相的数量缓慢增长
，，，到18×10h增长至7.23％(见表13)
。。。相数量的增长赔偿了)
，，，相长大对合金强度的影响
。。。γ'相成分的分析批注
，，，持久时效过程中γ'相化学组成变动不大
。。。

GH2984合金在700℃持久时效过程中
，，，NbC和Ti(CN)等碳化物的数量略有增长(见表13)[17]
，，，由尺度热处置状态的0.52％增长至18×10h的0.66％
，，，且化 学成分根基不变
，，，只是在18×10h时效后
，，，碳化物中有少量Cr出现
，，，显然是M23C6在晶界沉淀增多的了局
。。。电镜观察批注
，，，晶界上析出一些块状MC和相
，，，前者可阻止晶界滑动
，，，有利于悠久强度的提高
，，，后者由于数量少
，，，且以块状或颗粒状占绝对优势
，，，对力学机能影响很小
。。。

4.5GH2984合金的成形工艺机能

GH2984合金的冷热压力加工机能好
，，，出格是管材成形机能优异
。。。由900～1300℃的高温冲击、
、高温拉伸、
、高温墩粗和高温旋转及晶粒长大偏差性的系统试验批注
，，，GH2984合金高温塑性优良
，，，变形抗力低
，，，热加工温度领域宽
，，，晶粒长大偏差性小[18]
。。。

GH2984合金热穿管坯料的加热温度为1100℃
，，，穿管时温度升高达1160～1180℃
，，，穿出的荒管质量较好
，，，制品率较高
。。。各类工艺参数节制切其时
，，，穿管束品率可达100％
，，，GH2984合金冷轧冷拔工艺机能与1Cr18Ni9Ti合金的类似
，，，无论是选取单一的冷轧或冷拔工艺
，，，还是选取冷轧与冷拔结合工艺
，，，进行冷变形时均可获得理论质量和尺寸公差切合要求(YB804—20)的尺度钢管
。。。

GH2984合金管的扩口机能优良
，，，在分歧热处置制度下均能很好地扩口
，，，扩口率达38％
。。。同时
，，，管子压扁机能也很好
，，，管壁间距达壁厚的3~4倍
，，，也无任何问题
。。。弯管尝试在弯管机上进行
，，，弯管半径为65mm
，，，弯管角度为180
。。。
，，，弯管机能优良
，，，理论光滑无裂纹
。。。

GH2984合金管的胀管机能极好
，，，出格适于舰船用胀接式过热器的制作
。。。胀管尝试了局见表14[16]
，，，胀管后经400、
、600、
、1000和1200N/cm水压打压后
，，，滴水不漏
，，，批注胀管机能优异
，，，在舰船上现实装置工艺机能试验证明
，，，GH2984合金管与15CrMo合金管胀接时
，，，胀管率在1.4％-4.4％之间
，，，GH2984合金管没有产生起皮和裂纹等问题
，，，满足冷态下的胀接与超压试压必要
，，，齐全切合锅炉冷态装置技术要求
，，，也能满足超等超临界电站锅炉过热器制作必要
。。。

4.6GH2984合金的利用

GH2984合金力学机能和化学机能优异
，，，工艺机能优良
，，，持久组织和力学机能不变
，，，是一种成本便宜的过热器管材用铁基高温合金
，，，适于制作舰船用锅炉过热器
，，，也可制作超等超临界电站锅炉用过热器和再热器
。。。1992年“GH2984舰船用锅炉过热器高温管材合金”获中国科学院科技进取奖一等奖
。。。

5、
、舰用燃气轮机涡轮叶片和导向叶片用5种抗热侵蚀高温合金

2001年
，，，本钻研组承担了一种先进舰用燃气轮机全数涡轮叶片和导向叶片用5种抗热侵蚀高温合金K444、
、K435、
、K452、
、K446和GH4413的研制
。。。通过相推算和热侵蚀微观机制等基础钻研
，，，确定了合金的最佳成分节制领域
，，，通过节制固溶处置冷却速度
，，，调整重要强化相y相的尺寸和晶界碳化物的状态
，，，解决了上述高cr、
、W、
、Mo含量合金的室和善中温低塑性的技术难题
。。。铸造镍基合金K444为1～2级涡轮叶片资料
，，，属于BC合金
。。。铸造镍基合金K435为3,-4级涡轮叶片资料
。。。变形镍基高温合金GH4413为5-6级涡轮叶片资料
。。。铸造镍基高温合金K452为1-6级导向叶片资料
。。。铸造镍基合金K446是燃气轮机整流支柱用资料
。。。所有这5种合金均属抗热侵蚀高温合金
，，，2005年通过了技术鉴定
。。。目前已批量提供母合金及热轧棒材
，，，制备出全数6级涡轮叶片和导向叶片以及整流支柱零件
，，，并已通过850h持久试车查核
。。。

2003年
，，，K444合金还被选作R0110重型燃机1~4级涡轮叶片资料
，，，K452合金还被选作这种重型燃气轮机1~4级导向叶片资料
，，，K446合金同样被选作这种重型燃气轮机的整流支柱资料
。。。今年将出产两台R0110重型燃机正式用于发电出产
。。。与航空发起机用高温合金一样
，，，抗热侵蚀高温合金要求拥有优良的力学机能和化学机能
，，，此外
，，，还出格要求抗热侵蚀机能优异
，，，持久组织和力学机能的不变性出格好
。。。本钻研组研制的5种抗热侵蚀高温合金的重要化学成分见表15[19]
。。。由表15可见
，，，本钻研组研制的5种抗热侵蚀高温合金与西方国度同类合金比力
，，，不含Ta是最大的特点
。。。因而
，，，这些合金的成本比含钽合金的要低得多
。。。例如
，，，合金中如含2％Ta
，，，那么成本将增长12～20万元/t
，，，显然不含Ta的抗热侵蚀合金所带来的经济效益是极度可观的
。。。5种抗热侵蚀高温合金杂质元素的含量节制到了国内所有高温合金的最低水平
，，，达到国际先进水平
，，，而有益微量元素的参与种类和数量有创新
，，，是化学成分中的最大特点
。。。

5.1合金的优异抗热侵蚀机能

抗热侵蚀高温合金机能的最大特点是抗热侵蚀机能优异
。。。本钻研组研制的镍基合金K435、
、K452和K444合金的抗热侵蚀机能都优于K438合金的(见表16)
。。。表16[19]批注：：：K435、
、K444和K452合金的抗热侵蚀机能都显著优于K438合金的
，，，而K438合金即IN738合金是西方的王牌抗热侵蚀高温合金
。。。K435、
、K444与K438合金的Cr含量根基一样
，，，但前两合金fW+Mo)含量为7.2％
，，，W/Mo比为2.75
，，，较K438合金相应的4.4％和1.44要高得多
，，，同时
，，，前两合金(Al+Ti)

含量为7.4％
，，，相数量约为50％
，，，Ti/A1为1.64
，，，而K438合金的相应值为6.8％
，，，47％—49％和0.94
。。。在γ'相数量相近的情况下
，，，W/Mo比和Ti/A1比高匹敌热侵蚀机能有益
。。。而K452合金与K438合金比力
，，，最凸起的特点是Cr含量更高
，，，为21％
，，，高于K438合金的16％
，，，同时W/Mo比与Ti/A1比都比力高
，，，K452合金显示出更优异的抗热侵蚀机能[19]
。。。

抗热侵蚀镍基变形高温合金GH4413的Cr含量在15％左右
，，，较航空发起机常用变形合金涡轮叶片资料GH4049的cr含量(10％左右)提高约5％
，，，并且)
，，，相含量仅为29％
，，，较GH4049合金的36％要低7％
，，，同时
，，，W/Mo比也较高
。。。所以
，，，GH4413合金的抗热侵蚀机能在850℃时较GH4049合金的要好(见表17)[14]
。。。前者用作舰用燃气轮机的5～6级涡轮叶片
，，，而后者大多用作航空发起机1级涡轮叶片
。。。

5.2合金的不变力学机能

抗热侵蚀高温合金机能的另一特点是高温持久露着力学机能不变
。。？？谷惹质锤呶潞辖鹩捎谠诟呶鲁志檬毙Щ虺志檬褂霉讨凶橹槐
，，，通常仅有γ'相的缓慢长大和数量增长以及碳化物少量变动
，，，没有TCP相的大量析出
，，，因而力学机能不出现急剧降低的情况
。。。图7[20-21]所示为K435、
、K452、
、K444和GH4413合金在其使用温度进行长达10000h的悠久试验了局
。。。由图7可知
，，，除K444合金外
，，，其它3个合金悠久曲线没有拐点
，，，证明悠久机能不变
。。。K444合金属电子空穴数临界值边缘合金
，，，由于在悠久试验过程组织中形成相
，，，900℃曲线出现拐点
，，，但在化学成分领域内严格节制元素含量
，，，能够预防盯相析出
。。。图8[22]批注
，，，导向叶片用抗热侵蚀铸造镍基高温合金K452经800～900℃时效10000h后
，，，900℃抗拉强度、
、屈服强度和塑性变动不大
。。。

5.3抗热侵蚀高温合金的利用

选取本钻研组研制的5种抗热侵蚀高温合金制作的零部件己设备在一种先进舰用燃气轮机上
，，，并通过了850h持久试车查核和技术评审
，，，可进行批量出产
。。。

这种发起机还可用作天然气输送管线的加压系统
，，，或用于民用发电
。。。选取K444和K452合金制成的R0110燃气轮机涡轮叶片和导向叶片也已通过试车查核
，，，即将用于民用发电
。。。

6、
、结论

1)GH2135合金拥有优良的低周委顿机能以及屈服强度随温度的畸形行为
，，，出格适于制作航空发起机涡轮盘
，，，是我国独创的第一个涡轮盘铁基高温合金
。。。

2)GH2035A合金拥有优良的拉伸和悠久机能
，，，出格是高温塑性和热加工机能优异
，，，适于制作航空发起机涡轮环形件
，，，是一种拥有自主知识产权的专利合金
。。。

3)DZ417G合金拥有强度高、
、塑性好、
、组织不变、
、密度低等特点
，，，出格适于制作先进航空发起机的涡轮叶片和导向叶片
，，，也是一种拥有自主知识产权的专利合金
。。。

41GH2984合金拥有长达100000h的优良悠久机能和耐蚀机能
，，，以及优异的冷、
、热加工机能
，，，并且成本便宜
，，，适于制作舰船和高参数超超临界锅炉用过热器和再热器管材
，，，是我国拥有自主知识产权的铁一镍基高温合金
。。。

5)K444、
、K435、
、K452、
、K446和GH4413等5种抗热侵蚀高温合金的最大特点是抗热侵蚀机能优异
，，，持久组织和力学机能不变性优良
，，，适于制作舰船和工业燃气轮机用涡轮叶片、
、导向叶片和整流支柱等高温结构件
。。。这5种合金在微量元素的种类和数量节制上有创新
，，，拥有自主知识产权
。。。

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