金属材料高温合金严谨工艺

 

中国高温合JIN牌号:
GH1015 GH1016 GH1035 GH1040 GH1131 GH1139 GH1140 GH2035A GH2036 GH2038 GH2130 GH2132 GH15 GH16 GH35 GH40 GH131 GH139 GH140 GH35A GH36 GH38A GH130 GH132 GH2135 GH2150 GH2302 GH2696 GH2706 GH2747 GH2761 GH2901 GH2903 GH2907 GH2909 GH2984 GH3007 GH3030 GH3039 GH3044 GH3128 GH3170 GH3536 GH3600 GH135 GH150 GH302 GH696 GH706 GH747 GH761 GH901 GH903 GH907 GH909 GH984 GH5K GH30 GH44 GH128 GH170 GH536 GH600 GH3625 GH3652 GH4033 GH4037 GH4049 GH4080A GH4090 GH4093 GH4098 GH4099 GH4105 GH4133 GH4133B GH4141 GH4145 GH4163 GH4169 GH4199 GH4202 GH4220 GH625 GH652 GH33 GH37 GH49 GH80A GH90 GH93 GH98 GH99 GH105 GH33A GH4133B GH141 GH145 GH163 GH169 GH199 GH202 GH220 GH4413 GH4500 GH4586 GH4648 GH4698 GH4708 GH4710 GH4738 GH4742 GH5188 GH5605 GH5941 GH6159 GH6783 GH413 GH500 GH586 GH648 GH698 GH708 GH710 GH738 GH684 GH742 GH188 GH605 GH941 GH159 GH783 K211 K213 K214 K401 K402 K403 K405 K406 K406C K407 K408 K409 K412 K417 K417G K417L K418 K418B K419 K419H K11 K13 K14 K1 K2 K3 K5 K6 K6C K7 K8 K9 K12 K17 K17G K17L K18 K18B K19 K19H K423 K423A K424 K430 K438 K438G K441 K461 K477 K480 K491 K4002 K4130 K4163 K4169 K4202 K4242 K4536 K4537 K4648 K4708 K23 K23A K26 K430 K38 K38G K41 K461 K77 K80 K91 K002 K130 K163 K4169 K202 K242 K536 K537 K648 K708 K605 K610 K612 K640 K640M K6188 K825 K605 K10 K612 K40 K40M K188 K25 DZ404 DZ405 DZ417G DZ422 DZ422B DZ438G DZ4002 DZ4125 DZ4125L DZ640M DZ4 DZ5 DZ17G DZ22 DZ22B DZ38G DZ002 DZ125 DZ125L DZ40M DD402 DD403 DD404 DD406 DD408 DD3 DD4 DD6 DD8 HGH1035 HGH1040 HGH1068 HGH1131 HGH1139 HGH1140 HGH2036 HGH2038 HGH2042 HGH35 HGH40 HGH68 HGH131 HGH139 HGH140 HGH36 HGH38 HGH42 HGH2132 HGH2135 HGH2150 HGH3030 HGH3039 HGH3041 HGH3044 HGH3113 HGH3128 HGH3367 HGH3533 HGH3536 HGH3600 HGH4033 HGH4145 HGH4169 HGH4356 HGH4642 HGH4648 HGH132 HGH135 HGH150 HGH30 HGH39 HGH41 HGH44 HGH113 HGH128 HGH367 HGH533 HGH536 HGH600 HGH33 HGH145 HGH169 HGH356 HGH642 HGH648 FGH4095 FGH4096 FGH4097 FGH95 FGH96 FGH97 MGH2756 MGH2757 MGH4754 MGH4755 MGH4758 MGH2756 MGH2757 MGH754 MGH5K JG1101 JG1102 JG1201 JG1202 JG1203 JG1204 JG1301 JG1302 JG4006 JG4006A JG4246 JG4246A TAC-2 TAC-2M TAC-3A TAC-3B TAC-3C TAC-3D TAC-1 TAC-1B IC6 IC6A MX246 MX246A) 
美国高温合金:
405 406 409 430 434 439 18SR 18Cr-2Mo 446 E-Brite26-1 26-1Ti 29Cr-4Mo 403 410 416 422 H-46 MolyAscoloy GreekAscoloy JetheteM-152 Almar363 431 Custom450 Custom455 15-5PH 17-4PH PH13-8Mo AM-350 S40500 S40900 S43000 S43400 S43927 S44600 S44627 S40300 S41000 S41600 S42200 S43100 S15500 S17400 S13800 S35000 AM-355 17-7PH PH15-7Mo 304 304L 304N 309 310 316 316L 316N 317 321 347 19-9DL 17-14-CuMo 202 216 21-6-9 Nitronic32 Nitronic33 Nitronic60 Carpenter18-18Plus S35500 S17700 S15700 S30400 S30403 S30451 S30900 S31000 S31600 S31603 S31651 S31700 S32100 S34700 K63198 K63199 S20200 S21600 S21900 16-25-6 17-14CuMo 19-9DL Carpenter20Cb-3 Incoloy800 Incoloy801 Incoloy802 N-155 RA330 Haynes25(L-605) Haynes188 S-816 Stellite6B UMCo-50 HastelloyB HastelloyB-2 HastelloyC HastelloyC-4 HastelloyC-276 HastelloyN HastelloyS HastelloyW HastelloyX Incone1600 Incone1601 Incone1604 Incone1617 Incone1625 NA-224 Nimonie75 RA-333 A-286 Discaloy Haynes556 Incoloy903 PyrometCTX-1 K63198 N08020 N0800 N08801 R30155 N08330 R30605 R30188 R30816 N10001 N10065 N10002 N06455 N10276 N10003 N10004 N06002 N06600 N06601 N06625 N06333 K66286 K66220 V-57 W-545 AR-213 MP-35N MP-159 Astroloy D-979 IN100 IN102 Incoloy901 Incoloy1706 Incoloy1718 Incoloy1751 IncoloyIX750 M252 Nimonic80A Nimonic90 Nimonic95 Nimonic100 Nimonic105 Nimonic115 Nimonic263 Pyromet860 Refractory26 Rene4L Rene95 Rene100 Udimet500 Udimet520 Udimet630 Udimet700 Udimet710 UnitempAF2-1DA Waspaloy K66545 R30035 N09979 K66979 N13100 N06102 N09901 N09706 N07718 N07750 N07252 N07080 N07090 N07041 N07500 N07001 HA HC HD HE HF HH HI HK HLHN HP HP-50WZ HT HU HW HX J92605 J93005 J93403 J92603 J93503 J94003 J94224 J94604 J94213 J94605 A217 A297 A608 A567 A351 B-1900 HastelloyX IN-100 IN-738X IN-792 Inconel713C Inconel713LC Inconel718 InconelX-750 M-252 MAR-M200 MAR-M246 MAR-M247 NX188(DS) Rene77 Rene80 Rene100 TRWNASIA Udimet500 Udimet700 Udimet710 Waspaloy WAZ-20(DS) AiResist13 AiResist213 AiResist215 Haynes21 Haynes25,L-605 Haynes151 J-1650 MAR-M302 MAR-M322 MAR-M509 MAR-M918 NASACo-W-Re S-816 V-36 WI-52 X-40
英国高温合金:
N75 N80A N90 N105 N115 N118 N901 N263 NimonicPE11 NimonicPE16 NimonicPK33 EPK57 PE13 C130 C242 C1023 NimocastPE10 NimocastPD16 NimocastPD18 NimocastPK24 Stellite31 MM002 Haynes25
法国高温合金:
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.38 NC19FeNb NC22FeD NC22FeD NC22FeDNb NC15TNbA KC20WN NK15CAT NC20T NC20TA NC20KTA NK27CADT NC13AD NCK20D NC20K14 NC20KDTA NK18CDAT NCK18TDA Z12CNKDW20 Z42CKNDW20 Z6NCKDW45 ND27FeV NC17DWY NC15Fe 25NC3520 NC21FeDU KCN22W NW12KCATHf NC15K10DAT KC25NW Z8NCD
德国高温合金:
NiMo16Cr NiCr22Mo NiCr21Fe18Mo NiCr20Mo15 NiMo16Cr16Ti S-NiMo16Cr16Ti S-NiMo15Cr15 S-NiCr21Fe18Mo S-NiMo27 S-NiMo29 NiMo28 NiCr22Mo6Cu NiCr22Mo7Cu S-NiCr16FeMn NiCr20Ti NiCr20TiAl NiCr20Co18Ti NiCo20Cr15MoAlTi NiCo15Cr15MoAlTi S-NiCr20 NiCr15Fe NiCr21Mo5Cu NiCo20Cr20MoTi S-NiCr20Mo9 S-NiCr28Mo S-NiCr27Mo S-NiCr29Mo S-NiCr19Mo15 NiCr30 NiCr20CuMo NiCr23Co12Mo NiCr23Co12Mo NiCr19NbMo NiCr15Fe7TiAl GNiCr50Nb NiCr16TiAl S-NiMo28 S-NiCr15FeTi S-NiCr15FeNb S-NiCr20Nb S-NiCr15FeMn S-NiCr20 NiMo30 NiCr20Mo15 G-NiCr50Nb NiCr15Fe NiMo16Cr15W S-NiCr20Mo15 G-X40NiCrSiNb3818 X15NiCrNb3221 NiCr23Fe G-X40NiCrSiNb3525 X40NiCrNb3525 G-X30CrNiSiNb2424 NiCr22Mo9Nb GX40NiCrSi3525 NiCr21Mo G-X10NiCrNb3220 NiCr3020 X10NiCr3220 X12NiCr3618 X12NiCrSi3616 G-X40NiCrSi3818 NiCr6015,NiFe20Cr15 G-X50CrNi3030 NiCr8020,NiCr20 NiCr10 X10NiCrAlTi3220 G-NiCr28W S-NiCr28W G-NiMo30 G-NiMo16Cr S-NiMo16Cr16W S-NiMo15Cr15W NiCr20Ti NiCr20TiAl NiFe25Cr20NbTi X7CrNiCo212020 G-X15CrNiCo212020 X40CrNiCoNb1313 CoCr20W15Ni CoCr20W15Ni GX7CrNiNb1613 NiCr20Co18Ti X12CrCoNi2120 NiCr19CoMo NiFeCr12Mo NiCr20Mo X40CoCrNi2020 X50CoCrNi2020 CoCr28MoNi X5NiCrTi2615 X8CrNiMoNb1616 NiCr20CbMo NiCr18Co CoCr20Ni20W 2.4602 2.4603 2.4605 2.4606 2.4607 2.4610 2.4611 2.4612 2.4613 2.4615 2.4616 2.4617 2.4618 2.4619 2.4620 2.4630 2.4631 2.4632 2.4634 2.4636 2.4639 2.4640 2.4641 2.4650 2.4651 2.4653 2.4654 2.4655 2.4656 2.4657 2.4658 2.4660 2.4662 2.4663 2.4665 2.4666 2.4668 2.4669 2.4670 2.4676 2.4680 2.4685 2.4686 2.4890 2.4802 2.4803 2.4805 2.4806 2.4807 2.4508 2.4810 2.4811 2.4813 2.4816 2.4819 2.4839 2.4849 2.4850 2.4851 2.4852 2.4853 2.4855 2.4856 2.4857 2.4858 2.4859 2.4860 2.4861 2.4863 2.4864 2.4865 2.4867 1.4868 2.4869 2.4870 1.4876 2.4879 2.4882 2.4883 2.4886 2.4887 2.4951 2.4952 1.4954 2.4955 1.4956 1.4957 1.4960 2.4964 2.4967 1.4968 2.4969 1.4971 2.4973 1.4974 2.4975 2.4976 1.4977 1.4978 1.4979 1.4980 1.4981 2.4982 2.4983 2.4989
日本高温合金:
NCF600 NCF601 NCF750 NCF751 NCF800 NCF800H NCF825 NCF80A NCF1B NCF3 NCF2B

2、国内发展
自1956年炉高温合金GH3030试炼成功，迄今为止，我国高温合金的研究、生产和应用已历经60年的发展历程。60年的高温合金发展可以分为三个阶段。
个阶段：从1956年至20世纪70年代初是我国高温合金的创业和起始阶段。本阶段主要是仿制前苏联高温合金为主体的合金系列，如：GH4033，GH4049，GH2036，GH3030，K401和K403等。
第二个阶段：从20世纪70年代中至90年代中期，是我国高温合金的提高阶段。主阶段主要试制欧美型号的发动机，提高高温合金生产工艺技术和产品质量控制。
第三阶段：从20世纪90年代中至今，是我国高温合金的全新发展阶段。本阶段主要是应用和开发了一批新工艺，研制和生产了一系列高性能、次的新合金。
目前，我国的高温合金研究主要研究单位是钢铁研究总院、北京航空材料研究院、中国科学院金属研究所、北京科技大学、东北大学、西北工业大学等，主要生产企业有：中航工业、钢研高纳、炼石有色、抚顺特钢、高钢特钢和第二重型机械集团万航模锻厂（二重）等。在此基础上，我国已具备了高温合金新材料、新工艺自主研发和研究的能力。
虽然高温金属合金材料在我国已发展近60年，但行业发展仍处于成长期。由于高温金属合金材料领域具有较高技术含量，该行业企业拥有较深护城河。我国高温金属合金每年需求量在2万吨以上，国内年生产量在1万吨左右，市场容量超过80亿元，其中进口占比较大。未来20年我国各类军机采购需求在2800架左右，民用飞机采购数量在5400架左右，对应的高温合金需求在1500亿以上，再加上500亿的燃气轮机需求，仅高温合金空间一项就有2000亿的市场空间即将打开。
我国目前的生产能力与需求相比存在两个缺口：（1）生产能力不足。目前我国高温合金生产企业数量有限，生产能力与需求之间存在较大缺口，在燃气轮机、核电等领域的高温合金主要还依赖进口。（2）高端产品难以满足应用需求。我国的高温合金生产水平与美国、俄罗斯等国有着较大差距，随着我国研制更高性能的航空航天发动机，高温合金材料在供应上存在无法满足应用需求的现象 [1]  。

 

镍基合金，特别是沉淀强化型合金含有较高的铝、钛等合金元素。通常采用真空感应炉熔炼，并经真空自耗炉或电渣炉重熔。热加工采用锻造、轧制工艺，对于高合金化合金，由于热塑性差，则采用挤压开坯后轧制或用软钢(或不锈钢)包套直接挤压工艺。铸造合金通常用真空感应炉熔炼母合金，并用真空重熔-精密铸造法制成零件。
变形合金和部分铸造合金需进行热处理，包括固溶处理、中间处理和时效处理，以Udmet 500合金为例，它的热处理制度分为四段：固溶处理，1175℃，2小时，空冷；中间处理，1080℃，4小时，空冷；一次时效处理，843℃，24小时，空冷；二次时效处理，760℃，16小时，空冷。以获得所要求的组织状态和良好的综合性能。

涡 是航空发动机上一个十分重要的关键零件。涡 工作温度虽然比叶片低，但工作环境异常复杂，且在轮心、轮缘、榫齿、槽底和腹板等各部位所受应力、温度、介质作用程度都不同。因此，对涡 材料性能提出如下典型要求：高的屈服强度；足够的塑性储备；足够的蠕变、持久强度和塑性；高的疲劳强度和低周疲劳性能；良好的耐腐蚀性、组织稳定性与可加工性。一句话，材料的综合性能要好。
涡 用材料大部分是沉淀强化的铁基或镍基变形高温合金，一些盘件开始采用粉末高温合金制备，但是从制备工序、成本等角度考虑，粉末高温合金涡 无法替代变形高温合金涡 。 [1]

航空发动机用的机匣、转子封严环和蜂窝环零件国内外较多地采用低膨胀高温合金制备。低膨胀合金是发动机实现间隙控制技术，减少燃气损失和提高热效率不可替代的功能结构材料。低膨胀高温合金的特点是综合性能好、强度较高、膨胀系数低、弹性模量几乎恒定，在约380℃(居里点)以下至室温，合金热膨胀系数几乎为常量。因此，采用低膨胀高温合金制备的压气机匣在飞机巡航飞行时，有利于间隙的封严，提高压气效率，加大推力。我国研制的低膨胀高温合金主要有GH2907、GH2909、GH4783等。我国新研制的GH4783是一种抗氧化新型低膨胀高温合金，膨胀系数比GH4169合金低20%，密度比GH4169低20%，只有7.789/cm3，工作温度可达750℃。对应的美国牌号的Inconel783合金已被用作F-22战斗机用发动机F119-PW的各种环形件。

我国应用的板材变形合金主要有20多个牌号。它们的共同特点是塑性好，具有中等强度，焊接性能优异，还有较好的抗氧化和抗腐蚀性能。主要用于制作发动机动力装置的燃烧室、加力燃烧室、飞机机尾罩、导流罩、衬筒和军用卫星毛细管等。航空发动机燃烧室零件大多采用固溶强化合金制造。近期，发动机生产中为了减轻结构重量，采用时效强化的板材合金来制造燃烧室零件，取得了良好效果。采用时效强化的变形高温合金制造加力燃烧室壳体，可大幅度减轻发动机重量，但其成形和焊接比固溶强化合金要困难。
此外，在航空发动机中，变形高温合金还用于制备涡轮轴、涡轮叶片等。随着先进航空发动机推重比的进一步提高，燃烧室入口温度和出口温度大幅提高，必须采用耐更高温度的新合金材料。需求牵引。因此，变形高温合金必须加大研究力度，进一步提高性能，满足我国先进航空发动机的研制需要。 [1]
发展前景编辑
变形高温合金不但是我国生产和研制新型航空发动机需要的重要材料，而且在舰船制造、工业燃气轮机、航天飞行器、火箭发动机、核反应堆和化学工业等领域应用广泛，是一种十分重要的高温材料。当前，变形高温合金总体上向承温更高、精密成形和低成本方向发展。通过不断挖掘合金潜力，采用新技术、新工艺，可大幅提高变形高温合金材料的质量和性能，满足我国先进航空发动机的需求。须加大研究力度，进一步提高性能，满足我国先进航空发动机的研制需要。 [2]