超级合金-铁基和镍基和钴基
高温合金牌号 国标
高温合金牌号国标摘要：1.高温合金概述2.高温合金牌号国标分类3.各类高温合金的特点及应用4.国标高温合金牌号的选择与实用建议正文：高温合金是指在高温环境下具有良好的抗氧化性、热疲劳性、蠕变性等性能的合金。
它们广泛应用于航空航天、电力、石油化工等高温环境中。
根据我国国家标准，高温合金牌号分为以下几类：1.镍基高温合金：以镍为主要基体的合金，具有优良的抗氧化性、热疲劳性和蠕变性能。
常见的牌号有IN718、IN738、IN925等。
2.铁基高温合金：以铁为主要基体的合金，具有良好的高温强度和抗氧化性。
常见的牌号有Fecralloy、Fe-Cr-Al等。
3.钴基高温合金：以钴为主要基体的合金，具有优异的耐热腐蚀性和高温强度。
常见的牌号有CoCrMo、CoNiCr等。
4.铜基高温合金：以铜为主要基体的合金，具有良好的导热性和抗氧化性。
常见的牌号有Cu-Al-Mn、Cu-Ni-Mn等。
在选择高温合金牌号时，需根据实际应用场景和性能要求进行筛选。
以下是一些实用建议：1.针对高温环境，优先选择具有良好抗氧化性、热疲劳性和蠕变性能的合金。
例如，镍基高温合金在高温下具有优异的抗氧化性，适用于高温氧化性环境。
2.考虑合金的力学性能和使用寿命。
不同牌号的高温合金具有不同的力学性能，如强度、硬度等。
在满足使用要求的前提下，选择具有较高使用寿命的合金。
3.关注合金的加工性能。
高温合金的加工性能较差，选择时应充分考虑生产工艺的可行性。
如铁基高温合金较易加工，适用于生产制造。
4.考虑合金的焊接性能。
部分高温合金在焊接过程中易产生裂纹、变形等问题，选择时应注意其焊接性能。
如镍基高温合金焊接性能较好，可用于焊接结构件。
5.结合实际应用场景，参照国标牌号表进行选择。
国标中详细列出了各类高温合金牌号及其性能参数，可根据实际需求进行筛选。
总之，在选择高温合金牌号时，应充分考虑使用环境、性能要求、加工焊接等因素。
钴基合金和镍基合金的对比
钴基合金和镍基合金的对比一、热稳定性钴基高温合金被选择为航空材料的重要原因之一是其具有优良的热稳定性。
钴基高温合金与镍基高温合金相比，具有更好的热稳定性。
下面为一组典型的钴基高温合金与镍基高温合金在热稳定性能上的对比数据：由数据可见，钴基合金具有更高的熔点和热导率，加热后热膨胀量较小。
在热稳定性上具有优势。
二、强度在常温下，GH605（钴基合金）与GH4169（镍基合金）力学性能见下表：由此可见，在常温下GH605强度略低，但延伸率较大。
GH4169的高强度带来了巨大的脆性，在有冲击的位置需谨慎使用。
在高温下，两种材料强度如下：从高温强度来看650℃时，GH4169强度较高，但脆性也大，在有冲击的场合下使用容易发生断裂。
当温度上升到900℃（某些发动机的工作温度）时，镍基高温合金已无法使用，而钴基高温合金仍然具有一定的强度。
三、刚度所谓刚度即为材料抵抗变形的能力。
通过一组数据来反映钴基高温合金与镍基高温合金的刚度上的差异。
从表格数据可看，镍基合金在各个温度区间刚度都低于钴基合金，且温度高于700℃，镍基合金已无法使用。
四、钴基高温合金具有良好的抗氧化性钴基高温合金拥有非常好的抗高温氧化能力，下表为GH605棒料（棒料直径为6.35~12.7mm）在高温下的抗氧化性能指标。
可见钴基高温合金抵抗高温氧化的能力卓越，可以在1000℃左右的环境中连续使用。
五、钴基高温合金具有优良的耐腐蚀能力GH605合金与GH3536等几种合金板材，在燃气速度为4m/s，燃烧空气中含5-6或5-5海盐、NO.2号燃油（含0.3%~0.45%硫），空气-油比例为30:1，试验中试样旋转，每隔1h试样从900℃用冷空气吹冷至260℃以下，如此在燃烧装置中循环试验200h后的动态热腐蚀试验结果见下图：单面金属损失成受损伤的金属/mm其中，金属损失=受损伤的金属+最大氧化深度。
图中GH3536、GH3625均为镍基合金，而GH605为钴基合金，由图可以看出，GH605的金属损失部分明显小于其他两种镍基合金。
高温合金牌号 国标
高温合金牌号国标高温合金是一种在高温环境下具有良好抗氧化性、热疲劳性、蠕变性和耐磨性的合金。
它广泛应用于航空航天、电力、石油化工、核工业以及其他工业领域。
高温合金的种类繁多，根据不同的成分和性能，可以分为以下几类：1.镍基高温合金：以镍为主要基体元素，具有优良的抗氧化性、热疲劳性和蠕变性。
常见的镍基高温合金有IN718、IN738、IN939等。
2.钴基高温合金：以钴为主要基体元素，具有较高的熔点、良好的抗氧化性和耐磨性。
常见的钴基高温合金有CoCrAlY、CoNiCrAlY等。
3.铁基高温合金：以铁为主要基体元素，具有较高的热疲劳性、蠕变性和抗氧化性。
常见的铁基高温合金有Fecralloy、FeNiCrAlY等。
4.金属间化合物高温合金：具有高熔点、高抗氧化性和高蠕变性。
常见的金属间化合物高温合金有Ni3Al、Ni3(Al,Ti)等。
在我国，高温合金牌号按照GB/T 1500-2009《高温合金和耐热钢》进行分类。
根据国标，高温合金牌号分为以下几类：1.镍基高温合金：以Ni-Fe、Ni-Cr为主要成分，如GH30、GH40、GH50等。
2.钴基高温合金：以Co-Cr、Co-Ni为主要成分，如CoCrAlY、CoNiCrAlY等。
3.铁基高温合金：以Fe-Cr、Fe-Ni为主要成分，如Fecralloy、FeNiCrAlY等。
4.金属间化合物高温合金：以Ni3Al、Ni3(Al,Ti)为主要成分，如IN736、IN929等。
在选择高温合金牌号时，需根据实际应用场景和性能要求进行挑选。
以下为国标高温合金牌号选择建议：1.高温抗氧化性：选用Ni基和Co基高温合金。
2.高温蠕变性：选用Ni基和铁基高温合金。
3.高温热疲劳性：选用Ni基、Co基和铁基高温合金。
4.耐磨性：选用Co基和金属间化合物高温合金。
5.焊接性能：选用Ni基和铁基高温合金。
综上，高温合金在各种工业领域具有广泛应用，国标对其进行分类，便于选用。
航天发动机尾喷管材料的简介
航天发动机尾喷管材料的简介————高温合金摘要：随着航天航空的迅速发展，对耐高温材料有了更高的要求，但是随着高温材料的发展，它们的加工问题也越来越严峻，急需相应工艺的发展，对高温材料的有效加工必将是高温材料今后有效利用的关键。
关键词：加工工艺，高温合金，切削，应用，发展。
一、零件的材料火箭发动机喷管是用于火箭发动机的一种（通常是渐缩渐阔喷管）推力喷管。
它用于膨胀并加速由燃烧室燃烧推进产生的燃气，使之达到超高音速。
喷嘴的外形：钟罩形或锥形。
在一个高膨胀比的渐缩渐阔喷嘴中，燃烧室产生的高温气体通过一个开孔（喷口）排出。
如果给喷嘴提供足够高的压力（高于围压的2.5至3倍），就会形成喷嘴阻流和超音速射流，大部分热能转化为动能，由此增加排气的速度。
在海平面，发动机排气速度达到音速的十倍并不少见。
一部分火箭推力来自燃烧室内压力的不平衡，但主要还是来自挤压喷嘴内壁的压力。
排出气体膨胀（绝热）时对内壁的压力使火箭朝向一个方向运动，而尾气向相反的方向。
当火箭发动机运转以后，从燃烧室中喷出极高的温度与压力的气体，需要经过尾喷管对高温高压气体调整方向，从而使火箭达到超高音速的要求，所以鉴于如此高温，高压的恶劣环境，则对尾喷管的材料提出很高的要求，这种材料不但需要有极好的耐高温性，需要经受住2000摄氏度到3500摄氏度的高温，还需要有极好的耐冲击性，灼热表面的超高速加热的热冲击，还有高热引起的热梯度应力，有较好的刚度，耐氧化性，耐热疲劳性。
在如此恶劣的工作环境下，我们需要一种满足以上要求的材料，儿高温合金的出现满足了这个要求。
二、高温合金的分类、性能等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。
钴基合金和镍基合金的对比分析
钴基合金和镍基合金的对比一、热稳定性钴基高温合金被选择为航空材料的重要原因之一是其具有优良的热稳定性。
钴基高温合金与镍基高温合金相比，具有更好的热稳定性。
下面为一组典型的钴基高温合金与镍基高温合金在热稳定性能上的对比数据：由数据可见，钴基合金具有更高的熔点和热导率，加热后热膨胀量较小。
在热稳定性上具有优势。
二、强度在常温下， GH605（钴基合金）与GH4169（镍基合金）力学性能见下表：由此可见，在常温下GH605强度略低，但延伸率较大。
GH4169的高强度带来了巨大的脆性，在有冲击的位置需谨慎使用。
在高温下，两种材料强度如下：从高温强度来看650℃时，GH4169强度较高，但脆性也大，在有冲击的场合下使用容易发生断裂。
当温度上升到900℃（某些发动机的工作温度）时，镍基高温合金已无法使用，而钴基高温合金仍然具有一定的强度。
三、刚度所谓刚度即为材料抵抗变形的能力。
通过一组数据来反映钴基高温合金与镍基高温合金的刚度上的差异。
从表格数据可看，镍基合金在各个温度区间刚度都低于钴基合金，且温度高于700℃，镍基合金已无法使用。
四、钴基高温合金具有良好的抗氧化性钴基高温合金拥有非常好的抗高温氧化能力，下表为GH605棒料（棒料直径为6.35~12.7mm）在高温下的抗氧化性能指标。
可见钴基高温合金抵抗高温氧化的能力卓越，可以在1000℃左右的环境中连续使用。
五、钴基高温合金具有优良的耐腐蚀能力GH605合金与GH3536等几种合金板材，在燃气速度为4m/s，燃烧空气中含5-6或5-5海盐、NO.2号燃油（含0.3%~0.45%硫），空气-油比例为30:1，试验中试样旋转，每隔1h试样从900℃用冷空气吹冷至260℃以下，如此在燃烧装置中循环试验200h后的动态热腐蚀试验结果见下图：单面金属损失成受损伤的金属/mm其中，金属损失=受损伤的金属+最大氧化深度。
图中GH3536、GH3625均为镍基合金，而GH605为钴基合金，由图可以看出，GH605的金属损失部分明显小于其他两种镍基合金。
航空耐高温材料综述-
航空耐高温材料综述摘要：现在的航空耐高温材料都围绕着解决高速飞行而进行巨大的研究工作，由于高速飞行的发展，无论是飞行器表面还是内部动力装置都带来了高温问题。
因此对于材料的耐高温性能有更高的要求，本文重点介绍几种发动机常用耐高温材料。
关键词：耐高温、镍基合金、钛基合金、航空发动机一．耐热材料发展的简述：早在1820年，法国Faraday Stodart和Borthiu分别研制出铁—镍、铁—铬合金。
1902年在法国发展了镍铬钢，当时都作为抗腐蚀材料的用途，1912年德国Kruppt获得了两种镍铬钢的专利（铁素体钢 0.15%C、14%Cr、1.8%Ni；奥氏体钢 0.25%C 20%Cr 7%Ni）它们都是现在耐热不锈钢和Fe基耐热合金的基础。
在镍铬钢发展的年代里，1910年美国Haynes研制了钴基合金，由于钴基合金具有高的硬度，当时主要呗用作切削工具等。
直到30年代里，人们对钴基合金的耐高温性质有了新的认识,并在蒙氏合金的基础上发展了镍基合金。
这就是后来被广泛应用在燃气涡轮叶片等材料的钴基合金与各种镍基耐热合金的开端。
地面燃气涡轮动力在工业上的发展，在30年代里有力的推动了耐热材料的发展。
Fe基耐热合金是当时用作涡轮盘和叶片的主要材料。
40年代初钴基合金铸造问题的改进与镍基合金高温强化问题的解决，从材料上提供了航空燃气涡轮发展的条件。
二次大战以后，随着航空喷气动力技术的迅速发展，各国对耐热合金材料相继进行了大量的研究和改进，在原有基础上不断提高镍基钴基合金的高温性能；在陶瓷、金属陶瓷以及高熔点的金属材料领域展开了广泛的研究工作。
二．现代航空耐高温材料现在的航空耐高温材料都围绕着解决高速飞行而进行巨大的研究工作，由于高速飞行的发展，无论是飞行器表面还是内部动力装置都带来了高温问题。
提高发动机的推理与有效工作系数，需要提高工作温度或压缩比，比如：涡轮喷气发动机的进气温度从815度升高到1040度，推理相应增大30%--40%。
铌的用途
！铌的用途铌作为铁基、镍基和锆基超级合金的添加剂，可提高其强度性能。
铌在原子能工业中适于作反应堆的结构材料和核燃料的包套材料以及航空、宇航工业中热防护和结构材料。
铌电容和钽电容相似，但由于铌的密度小，单位体积电容量则较大。
铌钛、铌锆合金及铌锡、铌铝锗等化合物超导材料，除用作输电、发电、制造超导磁体、控制核聚变外，还用于宇宙飞行器中的导航装置、高速潜水船只的电磁推进设备以及超导超阶级高速列车等。
铌耐酸腐蚀性能比锆好，不如钽，可作热交换器、冷凝器、过滤器、搅拌器等。
碳化铌可以单独使用或与碳化钨、碳化钼配合使用，作热锻模、切削工具、喷气发动机涡轮叶片，阀门、尾裙及火箭喷嘴涂层。
含铌的合金钢强度高、韧性好、抗冷淬，广泛用在输油管道。
铌酸锂单晶用于彩色电视机。
铌的性质铌是一个种显钢灰色光泽的难熔稀有金属，其熔点为2467。
C，密度为8.6克/厘米3。
铌具有良好的低温塑性，可冷压力加工成各种半成品。
耐高温、强度大，在1000。
C以上仍具有足够的强度、塑性和导热性。
在极低的温度下超导性最好，如在零下260。
C左右其电阻接近于零。
在150。
C以下抗化学腐蚀和大气腐蚀。
在常温下对许多酸和盐的溶液都是稳定的，但溶于氢脆。
阳极化时生成稳定的氧化膜。
在自然界矿物中铌。
阳极化时生成稳定的氧化膜。
在自然界矿物中铌、钽共生，含铌、钽的矿物有：烧绿石、铌钽铁矿、褐钇铌矿、含铌钛铁金红石、红晶石以及含铌钽酸盐的砂矿。
某些炼钢炉渣和炼锡炉渣也是是、提练铌的重要资源。
划分铌矿或钽矿，主要是根据矿物中含铌或钽的多少而定。
铌三锡超导磁性能达到国际水平宝鸡稀有色金属加工研究院用自产线材试制成功内径为23.5毫米的插入型多芯铌三锡超导磁体。
这种磁体与常规磁体比体积小、重量轻，磁场强度高；若通电闭合运行后，则长期运行不需供电。
经中法两国科技人员在法国国家科研中心高场实验室一起测试，在-286.96℃下，磁体中心场强达15.4万高斯，性能达到国际水平。
航空叶片材料——高温合金
高温合金高温合金又叫热强合金、超级合金。
按基体组织材料可分为三类：铁基、镍基和铬基。
按生产方式可分为变形高温合金与铸造高温合金。
按强化机理可分为碳化物强化、固溶强化、时效强化和弥散强化。
一般用于航空发动机耐高温材料的制造，特别是喷气发动机最后两级压气机和最初两级涡轮叶片、燃烧室、加力燃烧室、涡轮盘、涡轮叶片及紧固件的制造。
是重要战略物资，各航空大国都在极其保密的条件下研制。
随着科技事业的发展，高温合金逐渐形成六个较为完整的部分。
一、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。
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。
二、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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
超級合金
超級合金-分為三類：鐵基和鎳基和鈷基
超耐熱合金又稱高溫合金。
合金的工作範圍隨所受壓力、環境介質和壽命要求的不同而有所不同。
通常把使用溫度範圍在500～700 ℃的合金稱為高溫合金，在700 ℃以上仍能承受150～200 MPa應力、在燃燒中壽命≧100小時，具抗氧化、抗腐蝕能力，的合金稱為超高溫合金。
純金屬材料中如鎢（熔點3390 ℃）、鉭（熔點2996 ℃）、鉬（熔點2610 ℃）和鈮（熔點2468 ℃）等，熔點高於1650 ℃，被稱為難熔金屬。
金屬材料的熔點越高，其可使用的溫度限度越高，但盡管純金屬材料中有熔點高達2000 ℃以上的，可是在遠低於其熔點下，其力學強度就迅速下降，高溫氧化、腐蝕嚴重，因而，極少用純金屬直接作為超耐熱材料。
一般的金屬材料都只能在500～600 ℃下長期工作能。
高熔點只是超耐熱合金的一個必要條件，但遠遠不夠。
普通的碳鋼在800～900 ℃時強度就大大
降低了，若在其中加入其他一些金屬成分，尤其是鎳、鉻、鎢等，製成耐熱合金，耐高溫水平就可以不斷提高。
第VB族、第ⅥB族、第ⅦB族元素是高熔點金屬。
因為其原子中未成對的價電子數很多，在金屬晶體中形成很強的化學鍵，而且其原子半徑較小，晶格結點上粒子間的距離短，相互作用力大，所以其熔點高、硬度大。
耐熱合金主要是指第VB
～ⅦB族元素和第ⅧB族元素形則合金。
高溫合
金按基體組織材料可分為三類：鐵基、鎳基和鉻基。
鐵基高溫合金是從不鏽鋼發展起來的，含有一定量的鉻和鎳等元素。
它是中等溫度（600～800 ℃）條件下使用的重要材料，具有較好的中溫力學性能和良好的熱加工塑性，合金成分比較簡單，成本較低。
主要用於製作航空發動機和工業燃氣輪機上渦輪盤，也可製作導向葉片、渦輪葉片、燃燒室以及其他承力件、緊固件等。
鎳基超耐熱合金是以鎳為基體（含量一般大於50
%），在650～1000 ℃範圍內具有較高的強度租
良好的抗氧化、抗燃氣腐蝕能力的高溫合金。
鎳基合金是高溫合金中應用最廣，在高溫其強度最高的一類合金，其原因有三：一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金屬間化合物，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
腐蝕能方。
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。
鈷基高溫合金是含鈷量40 %～65 %；在730～1100 ℃下，具有一定的高溫強度、良好的抗熱
腐蝕和抗氧化能力，用於製作工業燃氣輪機、艦船燃氣輪機的導向葉片等。
鈷基合金的發展應考慮鈷的資源。
鈷是一種重要戰略資源，世界上大多數國家缺鈷，以致鈷基合金的發展受到限制。
鈷基合金一般含鎳10 %～22 %，鉻約20 %～30 %，
以及鎢、鉬、鉭和鈮等。
高溫合金它對於需要在高溫條件下的工業部門和應用技術，是非常重大的，且是一種重要戰略物資，各航空大國都在極其保密的條件下研製。
(Structure Stability)鈷基合金，適合作為高溫靜止零件的材料。
鎳基合金適合作為高溫轉動零件的材料。