鎳基高溫合金的發(fā)展趨勢 以鎳為基體(含量一般大于50％) 在650～1000℃范圍內(nèi)具有較高的強(qiáng)度和良好的抗燃?xì)飧g能力的高溫合金。 發(fā)展過程 鎳基高溫合金(以下簡稱鎳基合金)是30年代后期開始研制的。英國于1941年首先生產(chǎn)出鎳基合金Nimonic 75(Ni-20Cr-0.4Ti)；為了提高蠕變強(qiáng)度又添加鋁，研制出Nimonic 80(Ni-20Cr-2.5Ti-1.3Al)。美國于40年代中期，蘇聯(lián)于40年代后期，中國于50年代中期也研制出鎳基合金。鎳基合金的發(fā)展包括兩個(gè)方面：合金成分的改進(jìn)和生產(chǎn)工藝的革新。50年代初，真空熔煉技術(shù)的發(fā)展，為煉制含高鋁和鈦的鎳基合金創(chuàng)造了條件。初期的鎳基合金大都是變形合金。50年代后期，由于渦輪葉片工作溫度的提高，要求合金有更高的高溫強(qiáng)度，但是合金的強(qiáng)度高了，就難以變形，甚至不能變形，于是采用熔模精密鑄造工藝，發(fā)展出一系列具有良好高溫強(qiáng)度的鑄造合金。60年代中期發(fā)展出性能更好的定向結(jié)晶和單晶高溫合金以及粉末冶金高溫合金。為了滿足艦船和工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)的需要，60年代以來還發(fā)展出一批抗熱腐蝕性能較好、組織穩(wěn)定的高鉻鎳基合金。在從40年代初到70年代末大約40年的時(shí)間內(nèi)，鎳基合金的工作溫度從 700℃提高到1100℃，平均每年提高10℃左右。
鎳基耐蝕合金多具有奧氏體組織。在固溶和時(shí)效處理狀態(tài)下，合金的奧氏體基體和晶界上還有金屬間相和金屬的碳氮化物存在，各種耐蝕合金按成分分類及其特性如下：
Ni-Cu合金 在還原性介質(zhì)中耐蝕性優(yōu)于鎳,而在氧化性介質(zhì)中耐蝕性又優(yōu)于銅，它在無氧和氧化劑的條件下，是耐高溫氟氣、氟化氫和＊＊＊的的材料（見金屬腐蝕）。
Ni-Cr合金 主要在氧化性介質(zhì)條件下使用?？垢邷匮趸秃?、釩等氣體的腐蝕，其耐蝕性隨鉻含量的增加而增強(qiáng)。這類合金也具有較好的耐氫氧化物（如NaOH、KOH）腐蝕和耐應(yīng)力腐蝕的能力。
Ni-Mo合金 主要在還原性介質(zhì)腐蝕的條件下使用。它是耐yan酸腐蝕的的一種合金，但在有氧和氧化劑存在時(shí)，耐蝕性會(huì)顯著下降。
Ni-Cr-Mo(W)合金 兼有上述Ni-Cr合金、Ni-Mo合金的性能。主要在氧化－還原混合介質(zhì)條件下使用。這類合金在高溫氟化氫氣中、在含氧和氧化劑的yan酸、＊＊＊溶液中以及在室溫下的濕lv氣中耐蝕性良好。
Ni-Cr-Mo-Cu合金 具有既耐硝酸又耐硫酸腐蝕的能力，在一些氧化-還原性混合酸中也有很好的耐蝕性。
經(jīng)過多年的不懈努力，秉爭實(shí)業(yè)(林芝市分公司)擁有了一支技術(shù)精湛、服務(wù)意識(shí)強(qiáng)、具有強(qiáng)烈敬業(yè)精神的員工隊(duì)伍，可以為用戶提供從 哈氏合金技術(shù)咨詢、方案設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、安裝調(diào)試到售后服務(wù)一條龍的服務(wù)；可以根據(jù)用戶的不同要求，量身設(shè)計(jì) 哈氏合金在各個(gè)領(lǐng)域的整體解決方案；
1、GH4169高溫合金
GH4169合金是鎳一鉻一鐵基高溫合金。GH4169合金屬于鎳基變形高溫合金。鎳基合金是一種復(fù)雜的合金。它被廣泛地應(yīng)用于制造各種高溫部件。同時(shí)，也是所有高溫合金中為注目的一種合金。它的相對使用溫度在所有普通合金系中也是的。目前，先進(jìn)的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)中這種合金的比重在50%以上。
GH4169合金是由國際鎳公司亨廷頓分公司的Eiselstein研制成功，于1995年公開介紹的時(shí)效硬化鎳—鉻—鐵基變形合金。合金是以體心立方g〞和面心立方g′相為沉淀強(qiáng)化的一種鎳基變形高溫合金，在650℃以下具有高的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和良好的塑性，具有良好的抗腐蝕、抗輻射能、疲勞、斷裂韌性等綜合性能，以及滿意的焊接和焊后成型性能等。合金在-253～650℃很寬的溫度范圍內(nèi)組織性能穩(wěn)定，成為在深冷和高溫條件下用途極廣的高溫合金。由于GH4169良好的綜合性能，目前被廣泛用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣機(jī)盤、壓氣機(jī)軸、壓氣機(jī)葉片、渦 、渦輪軸、機(jī)匣、緊固件和其它結(jié)構(gòu)件和板材焊接件等 [3] 。
我國于70年代開始研制GH4169合金，主要應(yīng)用于盤件，使用時(shí)間比較短，所以采用真空感應(yīng)加電渣重熔的雙聯(lián)工藝。八十年代開始應(yīng)用于航空領(lǐng)域，提高和改進(jìn)材料質(zhì)量、提高合金的綜合性能和使用可靠性成為主要的研究方向。當(dāng)前GH4169合金的主要研究方向?yàn)椋?br /> （1）改進(jìn)冶煉工藝，量化冶煉參數(shù)，實(shí)現(xiàn)程序穩(wěn)定操作，使合金顯組織更加均勻，從而得到優(yōu)良的屈服和疲勞強(qiáng)度以及抗裂紋擴(kuò)展止裂能力，提高低周疲勞強(qiáng)度等；
（2）改進(jìn)熱處理工藝。目前的熱處理工藝不能很好的鋼錠中心的偏析，所以對組織的均勻性有不利影響，因此采用合理的均勻化退火工藝，得到細(xì)晶坯料成為現(xiàn)在的主要研究方向之一；
（3）改進(jìn)使用設(shè)計(jì)。由于GH4169的工作溫度不能高于650℃，所以應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)零部件的冷卻，充分發(fā)揮該高溫合金的高性能、低成本等優(yōu)點(diǎn)；
（4）提高組織穩(wěn)定性能。由于航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件的長壽命要求，對于提高GH4169合金長期時(shí)效組織穩(wěn)定性方面也是至關(guān)重要的。
2、單晶高溫合金
目前單晶合金材料已發(fā)展到第四代，承溫能力到1140℃，已近金屬材料使用溫度極限。未來要進(jìn)一步滿足先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的需求，葉片的研制材料要進(jìn)一步拓展，陶瓷基復(fù)合材料有望取代單晶高溫合金滿足熱端部件在更高溫度環(huán)境下的使用。
單晶高溫合金葉片研制難度和周期與其結(jié)構(gòu)復(fù)雜性有關(guān)，普通復(fù)雜程度的單晶葉片研制周期較短，但在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用也需經(jīng)歷較長的時(shí)間。從單晶實(shí)心葉片到單晶空心葉片、到氣冷復(fù)雜空心葉片等，技術(shù)難度跨度很大，相應(yīng)的研制周期跨度也較大。一般一種普通復(fù)雜程度的單晶空心葉片從圖紙確認(rèn)、模具設(shè)計(jì)到試制、再到小批投產(chǎn)，需要1～2年時(shí)間。但單晶葉片由于其復(fù)雜的服役環(huán)境，需要進(jìn)行大量的驗(yàn)證試驗(yàn)，一般一種普通結(jié)構(gòu)的單晶空心葉片從研制出來以后到航空發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用需5～10年的時(shí)間，有的隨發(fā)動(dòng)機(jī)研制進(jìn)度，甚至需要15年或更長的時(shí)間 [4] 。
中國高溫合JIN牌號(hào):
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)
美國高溫合金:
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
英國高溫合金:
N75 N80A N90 N105 N115 N118 N901 N263 NimonicPE11 NimonicPE16 NimonicPK33 EPK57 PE13 C130 C242 C1023 NimocastPE10 NimocastPD16 NimocastPD18 NimocastPK24 Stellite31 MM002 Haynes25
法國高溫合金:
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
德國高溫合金:
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
日本高溫合金:
NCF600 NCF601 NCF750 NCF751 NCF800 NCF800H NCF825 NCF80A NCF1B NCF3 NCF2B
自1956年?duì)t高溫合金GH3030試煉成功，迄今為止，我國高溫合金的研究、生產(chǎn)和應(yīng)用已歷經(jīng)60年的發(fā)展歷程。60年的高溫合金發(fā)展可以分為三個(gè)階段。
個(gè)階段：從1956年至20世紀(jì)70年代初是我國高溫合金的創(chuàng)業(yè)和起始階段。本階段主要是仿制前蘇聯(lián)高溫合金為主體的合金系列，如：GH4033，GH4049，GH2036，GH3030，K401和K403等。
第二個(gè)階段：從20世紀(jì)70年代中至90年代中期，是我國高溫合金的提高階段。主階段主要試制歐美型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)，提高高溫合金生產(chǎn)工藝技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量控制。
第三階段：從20世紀(jì)90年代中至今，是我國高溫合金的全新發(fā)展階段。本階段主要是應(yīng)用和開發(fā)了一批新工藝，研制和生產(chǎn)了一系列高性能、次的新合金。
目前，我國的高溫合金研究主要研究單位是鋼鐵研究總院、北京航空材料研究院、中國科學(xué)院金屬研究所、北京科技大學(xué)、東北大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)等，主要生產(chǎn)企業(yè)有：中航工業(yè)、鋼研高納、煉石有色、撫順特鋼、高鋼特鋼和第二重型機(jī)械集團(tuán)萬航模鍛廠（二重）等。在此基礎(chǔ)上，我國已具備了高溫合金新材料、新工藝自主研發(fā)和研究的能力。
雖然高溫金屬合金材料在我國已發(fā)展近60年，但行業(yè)發(fā)展仍處于成長期。由于高溫金屬合金材料領(lǐng)域具有較高技術(shù)含量，該行業(yè)企業(yè)擁有較深護(hù)城河。我國高溫金屬合金每年需求量在2萬噸以上，國內(nèi)年生產(chǎn)量在1萬噸左右，市場容量超過80億元，其中進(jìn)口占比較大。未來20年我國各類軍機(jī)采購需求在2800架左右，民用飛機(jī)采購數(shù)量在5400架左右，對應(yīng)的高溫合金需求在1500億以上，再加上500億的燃?xì)廨啓C(jī)需求，僅高溫合金空間一項(xiàng)就有2000億的市場空間即將打開。
我國目前的生產(chǎn)能力與需求相比存在兩個(gè)缺口：（1）生產(chǎn)能力不足。目前我國高溫合金生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量有限，生產(chǎn)能力與需求之間存在較大缺口，在燃?xì)廨啓C(jī)、核電等領(lǐng)域的高溫合金主要還依賴進(jìn)口。（2）高端產(chǎn)品難以滿足應(yīng)用需求。我國的高溫合金生產(chǎn)水平與美國、俄羅斯等國有著較大差距，隨著我國研制更高性能的航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)，高溫合金材料在供應(yīng)上存在無法滿足應(yīng)用需求的現(xiàn)象 [1] 。
