傳統(tǒng)的劃分高溫合金材料可以根據(jù)以下3 種方式來(lái)進(jìn)行: 按基體元素種類、合金強(qiáng)化類型、材料成型方式來(lái)進(jìn)行劃分。
1、按基體元素種類
⑴鐵基高溫合金
鐵基高溫合金又可稱作耐熱合金鋼。 它的基體是Fe 元素，加入少量的Ni、Cr 等合金元素，耐熱合金鋼按其正火要求可分為馬氏體、奧氏體、珠光體、鐵素體耐熱鋼等。
⑵鎳基高溫合金
鎳基高溫合金的含鎳量在一半以上，適用于1 000℃以上的工作條件，采用固溶、時(shí)效的加工過(guò)程，可以使抗蠕變性能和抗壓抗屈服強(qiáng)度大幅。目前就高溫環(huán)境使用的高溫合金來(lái)分析，使用鎳基高溫合金的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)鐵基和鈷基高溫合金用處。同時(shí)鎳基高溫合金也是我國(guó)產(chǎn)量、使用量的一種高溫合金． 很多渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片及燃燒室，甚至渦輪增壓器也使用鎳基合金作為制備材料。半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，航空發(fā)動(dòng)機(jī)所應(yīng)用的高溫材料承受高溫能力從20 世紀(jì)40 年代末的750℃提高到90 年代末的1 200℃應(yīng)該說(shuō)，這一巨大也促使鑄造工藝加工及表面涂層等方面快速發(fā)展。
⑶鈷基高溫合金
鈷基高溫合金是以鈷為基體，鈷含量大約占60%，同時(shí)需要加入Cr、Ni 等元素來(lái)高溫合金的耐熱性能，雖然這種高溫合金耐熱性能較好，但由于各個(gè)鈷資源產(chǎn)量比較少，加工比較困難，因此用量不多。通常用于高溫條件( 600 ～ 1 000℃) 和較長(zhǎng)時(shí)間受極限復(fù)雜應(yīng)力高溫零部件，例如航空發(fā)動(dòng)機(jī)的工作葉片、渦 、燃燒室熱端部件和航天發(fā)動(dòng)機(jī)等。為了獲得更優(yōu)良的耐熱性能，一般條件下要在制備時(shí)添加元素如W、MO、Ti、Al、Co，以保證其優(yōu)越的抗熱抗疲勞性。
2、合金強(qiáng)化類型
根據(jù)合金強(qiáng)化類型，高溫合金可以分為固溶強(qiáng)化型高溫合金和時(shí)效沉淀強(qiáng)化合金。
⑴固溶強(qiáng)化型
所謂固溶強(qiáng)化型即添加一些合金元素到鐵、鎳或鈷基高溫合金中，形成單相奧氏體組織，溶質(zhì)原子使固溶體基體點(diǎn)陣發(fā)生畸變，使固溶體中滑移阻力增加而強(qiáng)化。有些溶質(zhì)原子可以降低合金系的層錯(cuò)能，提高位錯(cuò)分解的傾向，導(dǎo)致交滑移難于進(jìn)行，合金被強(qiáng)化，達(dá)到高溫合金強(qiáng)化的目的。
⑵時(shí)效沉淀強(qiáng)化
所謂時(shí)效沉淀強(qiáng)化即合金工件經(jīng)固溶處理，冷塑性變形后，在較高的溫度放置或室溫保持其性能的一種熱處理工藝。例如:GH4169 合金，在650℃的屈服強(qiáng)度達(dá)1 000 MPa，制作葉片的合金溫度可達(dá)950℃。
秉爭(zhēng)實(shí)業(yè)(韶關(guān)市分公司)秉承自主創(chuàng)新的理念，始終堅(jiān)持把科技創(chuàng)新作為企業(yè)生存與發(fā)展的源泉和動(dòng)力，不斷加大投入。在 哈氏合金的產(chǎn)業(yè)背景、公司經(jīng)營(yíng)指標(biāo)連年增長(zhǎng)。
哈氏合金(Hastelloy alloy)
一、引言
哈氏合金是鎳基合金的一種，目前主要分為B、C、G三個(gè)系列，它主要用于鐵基Cr-Ni或Cr-Ni-Mo不銹鋼、非金屬材料等無(wú)法使用的強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)場(chǎng)合，在國(guó)外已廣泛應(yīng)用于石油、化工、環(huán)保等諸多領(lǐng)域。其牌號(hào)和典型使用場(chǎng)合如下表所示。
為改善哈氏合金的耐蝕性能和冷、熱加工性能，哈氏合金先后進(jìn)行了三次重大改進(jìn)， 其發(fā)展過(guò)程如下：
B系列 ：B → B-2(00Ni70Mo28) → B-3
C系列 ：C → C-276(00Cr16Mo16W4) → C-4(00Cr16Mo16) → C-22 (00Cr22Mo13W3) → C-2000(00Cr20Mo16)
G系列 ：G → G-3（00Cr22Ni48Mo7Cu） → G-30(00Cr30Ni48Mo7Cu)
目前使用廣泛的是第二代材料N10665(B-2)、N10276(C-276)、N06022(C-22)、N06455(C-4)和N06985(G-3)。第三代材料N10675(B-3)、N10629(B-4)、N06059(C-59)處于階段。由于冶金技術(shù)的進(jìn)步，近年來(lái)出現(xiàn)了多個(gè)牌號(hào)的含~6%Mo的所謂“超級(jí)不銹鋼”，替代了G系列合金，使得G系列合金的生產(chǎn)和使用迅速下降。
三、力學(xué)性能
哈氏合金的力學(xué)性能非常突出，它具有高強(qiáng)度、高韌性的特點(diǎn)，所以在機(jī)加工方面有一定的難度，而且其應(yīng)變硬化傾向極強(qiáng)，當(dāng)變形率達(dá)到15%時(shí)，約為18-8不銹鋼的兩倍。哈氏合金還存在中溫敏化區(qū)，其敏化傾向隨變形率的增加而增大。當(dāng)溫度較高時(shí)，哈氏合金易吸收有害元素使它的力學(xué)性能和耐腐蝕性能下降。
GH99 эп693 高合金化的鎳基時(shí)效合金，有較高的熱強(qiáng)性，900℃以下可以長(zhǎng)期使用，工作溫度可達(dá)1000℃，合金的組織，具有滿意的冷熱加工成型和焊接工藝性能。
GH105 Nimonic105 可制造發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫渦輪葉片，對(duì)振動(dòng)、燃?xì)飧g、應(yīng)力扭曲、彎曲等復(fù)雜應(yīng)力的耐受能力好。
GH128 合金具有高的塑性，較高的持久蠕變強(qiáng)度以及良好的抗氧化性和沖壓、焊接性能。其綜合性能優(yōu)越，可在950℃以下長(zhǎng)期使用。
GH141 Rene41 合金在650~900范圍內(nèi)，具有高的拉伸和持久蠕變強(qiáng)度和良好的抗氧化性能，
GH145 InconelX-750 合金在980℃以下具有良好的強(qiáng)度，良好的抗腐蝕和抗氧化性能，而且也有的低溫性能，成型性能也好，主要用作和工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)部件。
GH163 C263 合金在800℃以下使用時(shí)具有較高的屈服強(qiáng)度和蠕變強(qiáng)度，良好的冷熱疲勞性能，應(yīng)變時(shí)效裂紋傾向性小。合金的塑性及冷熱加工成型性能、焊接性能好，在540~870溫度范圍內(nèi)有極好的強(qiáng)度。用于發(fā)動(dòng)機(jī)及燃?xì)廨啓C(jī)的筒、安裝邊及其他承力部件。
GH182 Hastelloy 合金在650~1040溫度范圍內(nèi)具有好的高溫性，好的韌性和耐蝕性，其基本耐蝕性能與NS334相同
GH199 эп199 該合金具有較高的高溫強(qiáng)度，優(yōu)良的抗氧化性能和一定的可焊性能，可在950℃下長(zhǎng)期使用。
GH202 эп202 合金具有較高的強(qiáng)度和塑性，滿意的成型性能和焊接性能，以及良好的耐腐蝕抗氧化性能，合金在-253~850℃范圍內(nèi)組織性能，是深冷和高溫條件使用的多用途合金。
GH220 эп220 高合金化、高性能的鎳基難變形合金
