鎳基高溫合金的性能及作用
高溫合金是指以鐵、鎳、鈷為基,能在600℃以上的高溫及一定應力作用下長期工作的一類金屬材料。并具有較高的高溫強度,良好的抗氧化和抗腐蝕性能,良好的疲勞性能、斷裂韌性等綜合性能。 高溫合金按照基體的不同,分為:鐵基高溫合金,鎳基高溫合金與鈷基高溫合金。其中鎳基高溫合金簡稱鎳基合金。 按照主要主要性能,分為鎳基耐熱合金,鎳基耐蝕合金,鎳基耐磨合金,鎳基精密合金與鎳基形狀記憶合金等。 高溫合金為單一奧氏體組織,在各種溫度下具有良好的組織穩定性和使用可靠性。那么,以鎳為基體(含量一般大于50%)在650~1000℃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稱之為鎳基高溫合金(以下簡稱”鎳基合金”)。 鎳基高溫合金是高溫合金中應用較廣、高溫強度較高的一類合金。其主要原因:(鎳基高溫合金的性能及作用) 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氧化和抗燃氣腐蝕能力。 鎳基合金含有十多種元素,其中Cr主要起抗氧化和抗腐蝕作用,其他元素主要起強化作用。根據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。鎳基合金按強化方式有固溶強化型合金和沉淀強化型合金。 各種元素在合金中的作用:(鎳基高溫合金的性能及作用) 1、 硼、硅元素的作用:顯著降低合金熔點,擴大固液相線溫度區,形成低熔共晶體;脫氧還原作用和造渣功能;對涂層的硬 化、強化作用;改善操作工藝性能。 2、 銅元素的作用:提高對非氧化性酸的耐蝕性。 3、 鉻元素的作用:固溶強化作用、鈍化作用;提高耐蝕性能和抗高溫氧化性能;富余的鉻容易與碳、硼形成碳化鉻、硼化鉻硬質相從而提高合金硬度和耐磨性。 4、 鉬元素的作用:原子半徑大,固溶后使晶格發生大的畸變,顯著強化合金基體,提高基體的高溫強度和紅硬性;可以切斷、降低涂層中的網狀組織;提高抗氣蝕、沖蝕能力鎳基精密合金。 鎳基合金的代表材料有:(鎳基高溫合金的性能及作用) 1、 Incoloy合金,如Incoloy800,主要成分為;32Ni-21Cr-Ti,Al;屬于耐熱合金。 2、 Inconel合金,如Inconel600,主要成分是;73Ni-15Cr-Ti,Al;屬于耐熱合金。 3、 Hastelloy合金,即哈氏合金,如哈氏C-276,主要成分為;56Ni-16Cr-16Mo-4W;屬于耐蝕合金。 4、 Monel合金,即蒙乃爾合金,比如說蒙乃爾400,主要成分是;65Ni-34Cu;屬于耐蝕合金。
(鎳基高溫合金的性能及作用)