粉末高溫合金優(yōu)點

高溫合金具有良好的抗氧化性、抗腐蝕性能、優(yōu)異的拉伸、持久、疲勞性能和長期組織穩(wěn)定性，是為了滿足各種高溫使用條件下的現(xiàn)代航空航天技術(shù)的要求而發(fā)展起來的，在先進的航空航天發(fā)動機領(lǐng)域顯示出強大的生命力。粉末冶金高溫合金是采用粉末冶金的方法制備的高溫合金，與傳統(tǒng)的鑄鍛高溫合金相比，具有組織均勻，無宏觀偏析，以及屈服強度高、疲勞性能好等優(yōu)點，克服常規(guī)工藝產(chǎn)生的偏析(不均勻)，所使用的預合金化粉末的每個顆粒就是一個"顯微鋼錠"，合金偏析只能在粉末顆粒的細小范圍內(nèi)發(fā)生，能夠提高合金的綜合性能，并且能減少切削加工量,提高了合金的利用率。特別是隨著高溫合金成分日趨復雜、零件尺寸不斷增大，粉末冶金高溫合金顯示出更大的優(yōu)越性 。

粉末冶金高溫合金通常按合金強化方式分為彌散強化型和沉淀強化型兩類。

彌散強化型高溫合金是用惰性氧化物來強化的，這種氧化物的物理和化學性能高度穩(wěn)定,在一般沉淀強化相軟化、聚集甚至溶解的溫度下,仍保持相當高的強化效果。由于這種惰性氧化物必須彌散均勻分布才有強化效果，且它與基體合金比重相差懸殊，無法用常規(guī)的熔煉工藝來生產(chǎn)，而只能采用粉末冶金方法。彌散強化高溫合金除了用內(nèi)氧化、化學共沉淀、選擇性還原等方法制取外，1970年美國的J.S.本杰明又首次用機械合金化新工藝制成了用氧化釔彌散強化的高溫合金。機械合金化是用金屬粉或中間合金粉與氧化物彌散相混合，在高能球磨機中球磨，使粉末反復焊合、破碎，從而使每一顆粉末成為“顯微合金”顆粒。這種新的工藝方法可以制造成分十分復雜的彌散強化高溫合金。

沉淀強化型高溫合金，它是為了克服常規(guī)熔煉工藝的缺點，提高高溫合金的綜合性能，并為提高合金利用率而發(fā)展起來的。這種粉末冶金高溫合金采用預合金化粉末，每個粉末顆粒實際上就是一個“顯微鋼錠”，合金偏析只能在粉末顆粒的細小范圍內(nèi)發(fā)生。因此，與相同成分的鑄造合金相比，沉淀強化型高溫合金的成分偏析小，初熔溫度高，有害相析出的傾向小，提高了合金的綜合性能；并且能使本來難于變形的合金成型，減少了切削加工量，提高了合金的利用率。特別是隨著高溫合金成分日趨復雜、零件尺寸不斷增大，這種粉末冶金高溫合金顯示出更大的優(yōu)越性 。

高溫合金通常含有活潑元素，并且由于粉末顆粒的冷態(tài)不可壓縮性，合金在整個粉末冶金制造過程中都必須始終在真空或惰性氣體保護之下，而且必須采用熱態(tài)成形工藝。為了適應粉末冶金高溫合金的發(fā)展，一系列先進的粉末冶金技術(shù)，如真空或惰性氣體霧化法、真空旋轉(zhuǎn)電極法、真空電子束旋轉(zhuǎn)電極法等制粉技術(shù)，以及熱等靜壓、熱擠壓、超塑性等溫鍛造等成形工藝得到發(fā)展。應用新發(fā)展的一種快速凝固技術(shù)，可使粉末冷卻速度達100萬度/秒，其初熔溫度又比一般粉末進一步提高，因而更有利于提高高溫強度。

粉末冶金新技術(shù)的發(fā)展不但使一些高溫合金擴大了用途，如把原來只能用作燃氣輪機葉片的IN-100這種高度合金化的鑄造高溫合金成功地用粉末冶金法制成渦輪盤，從而大大提高了渦輪盤的高溫強度和工作溫度，而且還發(fā)展了一些高溫合金新品種，特別是用機械合金化生產(chǎn)的彌散強化、沉淀強化和固溶強化相結(jié)合的高溫合金，如MA754、MA6000等。由于綜合利用了3種強化效應，合金的強度更加提高，適用溫度范圍更廣，進一步擴大了高溫合金的使用領(lǐng)域 。

(1)我國研制的兩代粉末高溫合金-FGH95和FGH96，通過預先研究、應用研究及工程化研究，先后進入考核和應用。第三代800℃以上粉末高溫合金將起步研制。

(2)我國粉末盤制備的基本工藝路線為快速凝固預合金粉末 直接熱等靜壓成型或熱等靜壓預制坯 大氣下等溫鍛造 。2100433B

TZC鉬合金主要以棒材、盤材用作金屬高溫熱加工的模具，如粉末高溫合金的等溫鍛造模具，有色及黑色金屬的壓鑄模具，無縫鋼管的穿孔頂頭等 。

幾種常用沉淀強化型粉末高溫合金的化學成分見表1。這些合金與同牌號的用鑄造或變形工藝制備的高溫合金相比，含碳量較低，可以避免在粉末顆粒邊界析出碳化物膜,影響材料性能。表1中的MERL76合金是在IN 100合金成分的基礎上降低碳含量，并加入強碳化物形成元素鈮和鉿，這就消除了粉末顆粒表面不良問題，提高了合金強度，并且可以采用直接熱等靜壓成形工藝。

粉末冶金高溫合金

幾種常用的沉淀強化型粉末高溫合金的性能見表 2。這些合金的屈服強度和疲勞強度顯然高于同牌號的鑄造成形和變形高溫合金。

粉末冶金高溫合金