GH605固溶强化型钴基高温合金材料--提炼技术网

GH605固溶强化型钴基高温合金材料

强化探索：GH605——钴基高温合金的卓越守护者

GH605，一款专为高温环境设计的非凡合金，以其独特的牌号GH605/5605，以及与L605、HS25等相近的标识，展现出卓越的性能和广泛应用。这款合金在815℃以下展现出中等持久性和蠕变强度的稳定，而1090℃以下的抗氧化特性更是令人瞩目。其出色的工艺性能使其成为航空发动机和航天飞机热端部件的理想选择，无论是板材还是棒材，都严格遵循着严谨的技术规格和化学成分标准。

卓越的抗氧化历程

GH605的抗氧化性能经受住了严苛的考验。在静态空气中的600~1200℃，其抗氧化试验结果在表2-3中清晰可见，无论是500小时还是3000小时，不同尺寸试样都展现了稳定的性能。而在1090℃热处理后的循环试验中，GH605在静止空气和燃烧产物中的表现，通过图2-4生动展示了其优异的耐腐蚀能力。

高温耐受与循环试验

在炉中和燃烧装置的高温循环测试中，GH605展现了其在不同温度和循环条件下的重量损失数据，从图2-5中可见，即使在极端环境，其稳定性依然令人信服。而在燃气旋转试验中，如图2-6所示的板材经100小时100r/min的动态氧化，其性能同样坚如磐石。

静态氧化特性揭示

对于980℃下的静态氧化特性，δ0.25~0.51mm板在长时间暴露下的表现，图2-7提供了深入的剖析，证实了GH605在高温环境下的持久稳定。

耐腐蚀性的深度检验

通过燃烧装置的热腐蚀实验，图2-8和2-9展示了GH605在极端环境下的耐腐蚀性能，证明了其在苛刻腐蚀条件下仍能保持优异的性能。

GH605作为20Cr和15W强化合金的典范，其性能提升源自于800℃时的M23C6、M6C和L-Co2W析出，以及700℃时的碳化物和β-Co3W。在热处理上，推荐采用1230℃水冷（锻棒和锻件）、1200℃水冷（中板）或1175-1200℃水冷（薄板）的固溶处理，时效处理4-16小时可增强持久蠕变强度。固溶后的GH605，表面处理得心应手，而焊接则推荐惰性气体保护焊，避免埋弧焊和冷加工状态焊接，以确保最佳性能的持久保持。

GH605，如同高温环境中的守护骑士，以其卓越的性能和工艺保证，为各类高温应用提供了坚固的基石。无论是航空发动机的引擎核心，还是航天器的关键部件，GH605都是值得信赖的选择。

K17什么是高温合金

K17——什么是高温合金

按照现有的理论，760℃高温材料按基体元素主要可分为铁基高温合金、镍基高温合金和钴基高温合金。按制备工艺可分为变形高温合金、铸造高温合金和粉末冶金高温合金。按强化方式有固溶强化型、沉淀强化型、氧化物弥散强化型和纤维强化型等。高温合金主要用于制造航空、舰艇和工业用燃气轮机的涡轮叶片、导向叶片、涡轮盘、高压压气机盘和燃烧室等高温部件，还用于制造航天飞行器、火箭发动机、核反应堆、石油化工设备以及煤的转化等能源转换装置。

760℃高温材料发展过程从20世纪30年代后期起，英、德、美等国就开始研究高温合金。第二次世界大战期间，为了满足新型航空发动机的需要，高温合金的研究和使用进入了蓬勃发展时期。40年代初，英国首先在80Ni-20Cr合金中加入少量铝和钛，形成γ‘相（gamma prime）以进行强化，研制成第一种具有较高的高温强度的镍基合金。同一时期，美国为了适应活塞式航空发动机用涡轮增压器发展的需要，开始用Vitallium钴基合金制作叶片。

此外，美国还研制出Inconel镍基合金，用以制作喷气发动机的燃烧室。以后，冶金学家为进一步提高合金的高温强度，在镍基合金中加入钨、钼、钴等元素，增加铝、钛含量，研制出一系列牌号的合金，如英国的“Nimonic”，美国的“Mar-M”和“IN”等；在钴基合金中,加入镍、钨等元素，发展出多种高温合金，如X-45、HA-188、FSX-414等。由于钴资源缺乏，钴基高温合金发展受到限制。

40年代，铁基高温合金也得到了发展，50年代出现A-286和Incoloy901等牌号，但因高温稳定性较差，从60年代以来发展较慢。苏联于1950年前后开始生产“ЭИ”牌号的镍基高温合金，后来生产“ЭП”系列变形高温合金和ЖС系列铸造高温合金。中国从1956年开始试制高温合金，逐渐形成“GH”系列的变形高温合金和“K”系列的铸造高温合金。70年代美国还采用新的生产工艺制造出定向结晶叶片和粉末冶金涡轮盘，研制出单晶叶片等高温合金部件，以适应航空发动机涡轮进口温度不断提高的需要。

760℃高温材料变形高温合金

变形高温合金是指可以进行热、冷变形加工，工作温度范围-253～1320℃，具有良好的力学性能和综合的强、韧性指标，具有较高的抗氧化、抗腐蚀性能的一类合金。按其热处理工艺可分为固溶强化型合金和时效强化型合金。GH后第一位数字表示分类号即1、固溶强化型铁基合金 2、时效硬化型铁基合金 3、固溶强化型镍基合金 4、钴基合金 GH后，二，三，四位数字表示顺序号。

1、固溶强化型合金

使用温度范围为900～1300℃，最高抗氧化温度达1320℃。例如GH128合金，室温拉伸强度为850MPa、屈服强度为350MPa；1000℃拉伸强度为140MPa、延伸率为85%,1000℃、30MPa应力的持久寿命为200小时、延伸率40%。固溶合金一般用于制作航空、航天发动机燃烧室、机匣等部件。

2、时效强化型合金

使用温度为-253～950℃，一般用于制作航空、航天发动机的涡轮盘与叶片等结构件。制作涡轮盘的合金工作温度为-253～700℃,要求具有良好的高低温强度和抗疲劳性能。例如：GH4169合金，在650℃的最高屈服强度达1000MPa；制作叶片的合金温度可达950℃，例如：GH220合金，950℃的拉伸强度为490MPa，940℃、200MPa的持久寿命大于40小时。

变形高温合金主要为航天、航空、核能、石油民用工业提供结构锻件、饼材、环件、棒材、板材、管材、带材和丝材。[1]

760℃800MPa级高温材料铸造高温合金

铸造高温合金是指可以或只能用铸造方法成型零件的一类高温合金。其主要特点是：

1.具有更宽的成分范围由于可不必兼顾其变形加工性能，合金的设计可以集中考虑优化其使用性能。如对于镍基高温合金，可通过调整成分使γ’含量达60%或更高，从而在高达合金熔点85%的温度下，合金仍能保持优良性能。

2.具有更广阔的应用领域由于铸造方法具有的特殊优点，可根据零件的使用需要，设计、制造出近终形或无余量的具有任意复杂结构和形状的高温合金铸件。

根据铸造合金的使用温度，可以分为以下三类：

第一类：在-253～650℃使用的等轴晶铸造高温合金这类合金在很大的范围温度内具有良好的综合性能，特别是在低温下能保持强度和塑性均不下降。如在航空、航天发动机上用量较大的K4169合金，其650℃拉伸强度为1000MPa、屈服强度850MPa、拉伸塑性15%；650℃，620MPa应力下的持久寿命为200小时。已用于制作航空发动机中的扩压器机匣及航天发动机中各种泵用复杂结构件等。

第二类：在650～950℃使用的等轴晶铸造高温合金这类合金在高温下有较高的力学性能及抗热腐蚀性能。例如K419合金，950℃时，拉伸强度大于700MPa、拉伸塑性大于6%；950℃，200小时的持久强度极限大于230MPa。这类合金适于用做航空发动机涡轮叶片、导向叶片及整铸涡轮。

第三类：在950～1100℃使用的定向凝固柱晶和单晶高温合金这类合金在此温度范围内具有优良的综合性能和抗氧化、抗热腐蚀性能。例如DD402单晶合金，1100℃、130MPa的应力下持久寿命大于100小时。这是国内使用温度最高的涡轮叶片材料，适用于制作新型高性能发动机的一级涡轮叶片。

随着精密铸造工艺技术的不断提高，新的特殊工艺也不断出现。细晶铸造技术、定向凝固技术、复杂薄壁结构件的CA技术等都使铸造高温合金水平大大提高，应用范围不断提高。

760℃800MPa级高温材料粉末冶金高温合金

采用雾化高温合金粉末，经热等静压成型或热等静压后再经锻造成型的生产工艺制造出高温合金粉末的产品。采用粉末冶金工艺，由于粉末颗粒细小，冷却速度快，从而成分均匀，无宏观偏析，而且晶粒细小，热加工性能好，金属利用率高，成本低，尤其是合金的屈服强度和疲劳性能有较大的提高。

FGH95粉末冶金高温合金，650℃拉伸强度1500MPa；1034MPa应力下持久寿命大于50小时，是当前在650℃工作条件下强度水平最高的一种盘件粉末冶金高温合金。粉末冶金高温合金可以满足应力水平较高的发动机的使用要求,是高推重比发动机涡轮盘、压气机盘和涡轮挡板等高温部件的选择材料。

1200℃100MPa级高温材料氧化物弥散强化(ODS)合金

是采用独特的机械合金化(MA)工艺，超细的(小于50nm)在高温下具有超稳定的氧化物弥散强化相均匀地分散于合金基体中，而形成的一种特殊的高温合金。其合金强度在接近合金本身熔点的条件下仍可维持，具有优良的高温蠕变性能、优越的高温抗氧化性能、抗碳、硫腐蚀性能。

目前已实现商业化生产的主要有三种ODS合金：

MA956合金在氧化气氛下使用温度可达1350℃，居高温合金抗氧化、抗碳、硫腐蚀之首位。可用于航空发动机燃烧室内衬。

MA754合金在氧化气氛下使用温度可达1250℃并保持相当高的高温强度、耐中碱玻璃腐蚀。现已用于制作航空发动机导向器蓖齿环和导向叶片。

MA6000合金在1100℃拉伸强度为222MPa、屈服强度为192MPa；1100℃，1000小时持久强度为127MPa，居高温合金之首位，可用于航空发动机叶片。

金属间化合物高温材料

金属间化合物高温材料是近期研究开发的一类有重要应用前景的、轻比重高温材料。十几年来，对金属间化合物的基础性研究、合金设计、工艺流程的开发以及应用研究已经成熟，尤其在Ti-Al、Ni-Al和Fe-Al系材料的制备加工技术、韧化和强化、力学性能以及应用研究方面取得了令人瞩目的成就。

Ti3Al基合金(TAC-1)，TiAl基合金(TAC-2)以及Ti2AlNb基合金具有低密度(3.8～5.8g/cm3)、高温高强度、高钢度以及优异的抗氧化、抗蠕变等优点，可以使结构件减重35～50%。Ni3Al基合金，MX-246具有很好的耐腐蚀、耐磨损和耐气蚀性能，展示出极好的应用前景。Fe3Al基合金具有良好的抗氧化耐磨蚀性能，在中温(小于600℃)有较高强度，成本低，是一种可以部分取代不锈钢的新材料。

环境高温合金

在民用工业的很多领域，服役的构件材料都处于高温的腐蚀环境中。为满足市场需要，根据材料的使用环境，归类出系列高温合金。

1、高温合金母合金系列

2、抗腐蚀高温合金板、棒、丝、带、管及锻件

3、高强度、耐腐蚀高温合金棒材、弹簧丝、焊丝、板、带材、锻件

4、耐玻璃腐蚀系列产品

5、环境耐蚀、硬表面耐磨高温合金系列

6、特种精密铸造零件(叶片、增压涡轮、涡轮转子、导向器、仪表接头)

7、玻棉生产用离心器、高温轴及辅件8、钢坯加热炉用钴基合金耐热垫块和滑轨

9、阀门座圈

10、铸造“U”形电阻带

11、离心铸管系列

12、纳米材料系列产品

13、轻比重高温结构材料

14、功能材料(膨胀合金、高温高弹性合金、恒弹性合金系列)

15、生物医学材料系列产品

16、电子工程用靶材系列产品

17、动力装置喷嘴系列产品

18、司太立合金耐磨片

19、超高温抗氧化腐蚀炉辊、辐射管。

K417/K17/M17等轴晶铸造高温合金

K17概述

K17是镍基沉淀硬化型等轴晶铸造高温合金，使用温度在950℃以下。合金中的铝和钛元素含量很高，形成的时效强化相Y约占合金的65%—70%。合金的强度高、塑性好，并具有密度低、比强度高的特点。主要产品有涡轮叶片、导向叶片、涡轮增压器转子叶轮等精密铸件。

K17应用概况及特性

合金已用于制作燃气涡轮转动件及其他高温零件。

合金中铬含量较低，抗热腐蚀性能较差。当合金中的钛和铬等元素偏上限时，若铸造工艺参数控制不当，合金经850℃—900℃长期时效后，在部件厚大部位的地方会出现少量针状σ相。

K17相近牌号

IN 100

K17物理性能：

熔点：1260℃~1340℃；

密度：ρ=7.8g/cm3

K17主要规格：

K417圆棒

篇幅有限，如需更多更详细介绍，欢迎咨询了解。

K417（K17）铸造高温合金

1、物理性能：

密度：

7.8g/cm3

熔点：1260-1340℃

弹性模量：155-220GPa

热导率：13.2 W/(m•℃)

硬度（HRC）：30-44 热膨胀系数( 20-100℃)：13.2×10-6/℃

2、主要特征：是一种低密度、高强度的镍基铸造高温合金。

3、用途举例：广泛用于各种航空发动机，涡轮增压器转子叶轮、火药起动机整体涡轮等。

4、品种规格：母合金棒材、精密合金棒材等协商供应，可根据客户要求生产。

K17什么是高温合金

一：牌号K417(K17)M17

二：化学成分C:0.13—0.22 Cr:8.50—9.50 Ni余 Co：14,00—16.00 Mo 2.50—3.50 Al 4.80—5.70 Ti 4.50—5.00 Fe ≤1.00 V0.600—0.900 B 0.012—0.022 Zr 0.050—0.090

Mn≤0.50 Si≤0.50 P≤0.015 S≤0.010 Pb≤0.0005 Bi ≤0.00005 As≤0.001 Sn≤0.001

Sb≤0.001

三：应用范围应用领域

合金已用于制作燃气涡轮转动件及其他高温零件。

合金中铬含量较低，抗热腐蚀性能较差。当合金中的钛和铬等元素偏上限时，若铸造工艺参数控制不当，合金经850℃—900℃长期时效后，在部件厚大部位的地方会出现少量针状相。

化学成分

四：概况

K417是镍基沉淀硬化型等轴晶铸造高温合金，使用温度在950℃以下。合金中的铝和钛元素含量很高，形成的时效强化相Y约占合金的65%—70%。合金的强度高、塑性好，并具有密度低、比强度高的特点。主要产品有涡轮叶片、导向叶片、涡轮增压器转子叶轮等精密铸件。

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