参考文献 24

1绪论

1。1高温合金概述

高温合金指的是在600℃以上的温度和在固定的应力下，以镍，钴铁作为它的基体，可以持续稳定的工作很长时间的一直金属材料。高温合金的断裂韧性和塑性等综合性能都十分的优良，在高温下表现出很好的高温的强度和抗热腐蚀性能，以及非常良好的疲劳性能。高温合金的组织为单一的奥氏体基体组织。无论在高温还是低温以及中温它都表现出很好的组织稳定性，所以导致它的实用性非常广阔。高温合金拥有很高的合金化程度[1]。

1。1。1高温合金的强化理论

现今在工程中使用的高温合金仍以铁基，镍基和钴基为主。多年以来，很多的科学研究者对它们的组织结构以及在高温下的力学性能进行了大量的研究。可以认为铁基，钴基和镍基的高温合金的基本组织是合金化的奥氏体组织和不规则分布在其中的强化相。

按照高温合金的组织结构的强度来分析的话，高温合金强化通常要满足三个要素才能够强化：一是通过改变晶界的结构状态，进而来使晶界强化的作用增强；二是通过增大位错在滑移表面运动的阻力来进一步使变形机构的形变抗力的到明显提高；三是通过抑制位错的发散运动进程，来进一步使得扩散形变机构的进行速度变慢。Fe基，Ni基Co基的强化形式主要有三种：固溶强化，析出相强化和晶界强化[2]。

固溶强化：将一些金属元素作为溶质，然后通过奥氏体组织强化的方式，来引起金属基体的晶格畸变，而晶格畸变又会增大位错运动的运动阻力，这样就会提高滑移运动的条件[3]。一般来说，有两个主要的途径可以实现强化高温合金的固溶的目的强化：（1）当温度≥0。6T熔时，原子结合力的提高就显得尤为重要，直接影响滑移变形形变量的方式有降低固溶体中的元素的扩散能力，提高再结晶的的温度，阻碍扩散式形变的过程的进行。（2）通过提高晶格畸变和原子结合能力来达到强化的目的，这是温度≤0。6T熔时进行固溶强化的途径。利用这两个途径就可以很好地将固溶体强化[3]。

析出相强化：研究者们早在研究多元合金的奥氏体耐热钢时就已经发现了，钢的强化性是可以通过时效时析出碳化物来显著提高的。要实现析出相强化必须满足几个条件，一般来说，固溶体的溶解度不是一成不变的，而是会随着问的的变化而改变的，同时合金的成分必须要一直处于两相区之内，析出相的分布应该均匀，最后析出相要保证有良好的高温稳定性和足够好的热强性[4]。

1。2镍基高温合金的发展

在高温条件下的优良性能一直以来都是Ni基高温合金最大的特点，正因如此，才使得Ni基高温合金在航天发动机和涡轮叶片还有燃烧室的选材中受到了青睐。为了满足航天工程和其它工程的需求，所以全球各国都在Ni基高温合金的研究和开发中倾注了大量时间[5]。

国外很早就开始研究Ni基高温合金了。它有非常多与之名号匹配的特性。正是由于这些以金属间化合物为基体的的合金的低密度，在高温下呈现良好的性能和高模量才引起了广泛的关注和研究，这种材料被研究者们视为很有发展前景的替代材料。研究人员做了许许多多的研究和工作才得以让这种高温合金材料进入工程应用。到了20世纪80年代，中国航天材料研究院在Ni3Al , Ti3Al的研究上取得了傲人的成绩，采用传统的高温合金定向凝固方法成功的研究出一种Ni-Al基合金，这种合金的持久强度和高温氧化性能超过了美国和俄国，现如今已经应用在了航空发动机的制造上[6]。研制出这种材料，标志着我国在Ni基高温合金的研究中迈出了一大步。