DZ445合金的高温氧化行为的研究(2)
40年代，铁基高温合金也得到了发展，50年代出现A-286和Incoloy901等牌号，但因高温稳定性较差，从60年代以来发展较慢。苏联于1950年前后开始生产“ЭИ”牌号的镍基高温合金，后来生产“ЭП”系列变形高温合金和ЖС系列铸造高温合金。中国从1956年开始试制高温合金，逐渐形成“GH”系列的变形高温合金和“K”系列的铸造高温合金。70年代美国还采用新的生产工艺制造出定向结晶叶片和粉末冶金涡轮盘，研制出单晶叶片等高温合金部件，以适应航空发动机涡轮进口温度不断提高的需要[2]。
1.2高温合金的性能特征及其用途
高温合金具有较高的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性、塑形等综合性能。高温合金为单一奥氏体基体组织，在各种温度下具有良好的组织稳定性和使用的可靠性，基于上述性能特点，且高温合金的合金化程度很高，故在英美称之为超合金（Super-alloy)。
高温材料如镍基高温合金是目前使用在许多要求有机械强度和耐氧化性的高温应用当中[3]。高温合金从一开始就主要用于航空发动机，在现代先进的航空发动机中，高温合金材料用量占发动机总量的40%〜60%，在航空发动机中，高温合金主要用于四大热端部件，即：导向器、涡轮叶片、涡轮盘和燃烧室。除航空发动机外,高温合金还是火箭发动机及燃气轮机高温热端部件的不可替代的材料，所以提高此类合金的承温能力和高温下抗氧化能力是主要的研究目标[4]。鉴于高温合金用途的重要性，因此对高温合金质量之严，检测项目之多是其他金属材料所没有的。高温合金外部质量要求有外部轮廓形狀、尺寸精度、表面缺陷淸理方法等。高温合金内部质量要求有化学成分、合金组织、物理和化学性能等。高温合金的化学成分除主要元素外，对气体氢、氧、氮及杂质微量元素铅、铋、锡、锑、银、砷等的含量都有一定的要求。合金组织有低倍和高倍要求外，还要提供其高温下的组织稳定性的数据，其检测项目有品粒度、断口分层、疏松、品界状态，夹杂物的大小和分布，纯洁度等等。高温合金力学性能检测项目有室温及高温拉伸性能和冲击韧性，高温持久及蠕变性能，硬度，高周和低周疲劳性能，蠕变与疲劳交互作用下的力学性能，抗氧化和抗热腐蚀性能。为了说明合金的组织稳定性，不仅对合金铸态、加工态或热处理状态进行上述力学性能测定，而且合金经高温长期时效后仍需进行相应的力学性能测定。高温合金物理常数的测定通常包括密度、熔化温度、比热、热嘭胀系数和热导率等。
70年代以来，高温合金在原子能、能源动力、交通运输、石油化工、冶金矿山和玻璃建材等诸多民用工业部门得到推广应用[5]。
1.3高温合金的分类和牌号表示法
高温合金分类有如下几种，通常按合金基体元素种类来分，可分为铁基、镍基和钴基合金三类，目前使用的铁基合金含镍量高达25%〜60%，这类铁基合金有时又称为铁镍基合金。根据合金强化类型不同，高温合金分为同溶强化型合金和时效沉淀強化型合金，不同强化型的合金有不同的热处理制度。根据合金材料成形方式的不同，则高温合金可分为变形合金、铸造合金和粉末冶金合金三类。变形合金的生产品种有饼材、棒材、板材、环形件、管材、带材和丝材等，铸造合金则有普通精密铸造合金、定向凝固合金和单晶合金之分，粉末冶金则有普通粉末冶金高温合金和氧化物弥散强化高温合金两种。此外，按使用特性，高温合金又可分为高强度合金、高屈服强度合金、抗松弛合金、低膨胀合金、抗热腐蚀合金等等。