鎳基變形高溫合金(wrought nickel-base superalloy) 以鎳為主要基體成分的變形高溫合金。它可采用常規(guī)的鍛、軋和擠壓等冷、熱變形手段加工成材。鎳基變形高溫合金在整個(gè)高溫合金材料領(lǐng)域中占有特殊重要的地位，廣泛地用來制造航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、各種工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)的熱端部件，如工作葉片、導(dǎo)向葉片和燃燒室等。按強(qiáng)化方式可分為固溶強(qiáng)化鎳基變形高溫合金，弱時(shí)效強(qiáng)化鎳基變形高溫合金和強(qiáng)時(shí)效強(qiáng)化鎳基變形高溫合金3類。成分特點(diǎn) 鉻在鎳基變形高溫合金中的主要作用是增加耐蝕能力。20世紀(jì)40～50年代發(fā)展的鎳基變形高溫合金中鉻含量高達(dá)18％～20％，在60年代，為了提高高溫強(qiáng)度，將鉻含量降低到8％～12％。過度降鉻有損抗yang化、耐蝕能力。固溶強(qiáng)化鎳基變形高溫合金中加入較多的鎢、鉬、鉆等元素。弱時(shí)效強(qiáng)化鎳基變形高溫合金可添加一定量的鋁、鈦、鈮等時(shí)效強(qiáng)化元素。在強(qiáng)時(shí)效強(qiáng)化鎳基變形高溫合金中則可以加入多量的鋁、鈦、鈮元素，但其總量不能超過7．5％。也加入硼、鈰、鎂等晶界強(qiáng)化元素。組織特點(diǎn) 鎳基變形高溫合金中主要的強(qiáng)化相是γ’(Ni3Al)相，(見高溫合金材料的金屬問化合物相)，含量達(dá)20％～55％左右。另一類強(qiáng)化相是。γ’,(Ni3Nb)相(見高溫合金材料的金屬問化合物相)，在700℃以下對強(qiáng)度的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)大于γ’相，特別顯著地提高屈服強(qiáng)度。加工方法 鎳基變形高溫合金塑性較低，變形抗力大，特別是含γ’相很高的強(qiáng)時(shí)效強(qiáng)化鎳基變形高溫合金，使用普通的熱加工手段變形有一定困難，往往需采取一些特殊的加工工藝，如鋼錠直接軋制、鋼錠包套直接軋制和包套鐓餅等新工藝。也采用加鎂合金化和彎曲晶界熱處理工藝來提高塑性。

鑄造高溫合金是指可以或只能用鑄造方法成型零件的一類高溫合金。其主要特點(diǎn)是： 1.具有更寬的成分范圍由于可不必兼顧其變形加工性能，合金的設(shè)計(jì)可以集中kao慮優(yōu)化其使用性能。如對于鎳基高溫合金，可通過調(diào)整成分使γ’含量達(dá)60%或更高，從而在高達(dá)合金熔點(diǎn)85%的溫度下，合金仍能保持優(yōu)良性能。 2.具有更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域由于鑄造方法具有的特殊優(yōu)點(diǎn)，可根據(jù)零件的使用需要，設(shè)計(jì)、制造出近終形或無余量的具有任意復(fù)雜結(jié)構(gòu)和形狀的高溫合金鑄件。根據(jù)鑄造合金的使用溫度，可以分為以下三類：類：在-253～650℃使用的等軸晶鑄造高溫合金這類合金在很大的范圍溫度內(nèi)具有良好的綜合性能，特別是在低溫下能保持強(qiáng)度和塑性均不下降。如在航空、航天發(fā)動(dòng)機(jī)上用量較大的K4169合金，其650℃拉伸強(qiáng)度為1000MPa、屈服強(qiáng)度850MPa、拉伸塑性15%；650℃，620MPa應(yīng)力下的持久壽命為200小時(shí)。已用于制作航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的擴(kuò)壓器機(jī)匣及航天發(fā)動(dòng)機(jī)中各種泵用復(fù)雜結(jié)構(gòu)件等。第二類：在650～950℃使用的等軸晶鑄造高溫合金這類合金在高溫下有較高的力學(xué)性能及抗熱腐蝕性能。例如K419合金，950℃時(shí)，拉伸強(qiáng)度大于700MPa、拉伸塑性大于6%；950℃，200小時(shí)的持久強(qiáng)度極限大于230MPa。這類合金適于用做航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片、導(dǎo)向葉片及整鑄渦輪。第三類：在950～1100℃使用的定向凝固柱晶和單晶高溫合金這類合金在此溫度范圍內(nèi)具有優(yōu)良的綜合性能和抗yang化、抗熱腐蝕性能。例如DD402單晶合金，1100℃、130MPa的應(yīng)力下持久壽命大于100小時(shí)。這是國內(nèi)使用溫度的渦輪葉片材料，適用于制作新型高性能發(fā)動(dòng)機(jī)的一級渦輪葉片。隨著精密鑄造工藝技術(shù)的不斷提高，新的特殊工藝也不斷出現(xiàn)。細(xì)晶鑄造技術(shù)、定向凝固技術(shù)、復(fù)雜薄壁結(jié)構(gòu)件的CA技術(shù)等都使鑄造高溫合金水平大大提高，應(yīng)用范圍不斷提高。

制造工藝/高溫合金不含或少含鋁、鈦的高溫合金，一般采用電弧爐或非真空感應(yīng)爐冶煉。含鋁、鈦高的高溫合金如在大氣中熔煉時(shí)，元素?zé)龘p不易控制，氣體和夾雜物進(jìn)入較多，所以應(yīng)采用真空冶煉。為了進(jìn)一步降低夾雜物的含量，改善夾雜物的分布狀態(tài)和鑄錠的結(jié)晶組織，可采用冶煉和二次重熔相結(jié)合的雙聯(lián)工藝。冶煉的主要手段有電弧爐、真空感應(yīng)爐和非真空感應(yīng)爐；重熔的主要手段有真空自耗爐和電渣爐。固溶強(qiáng)化型合金和含鋁、鈦低（鋁和鈦的總量約小于4.5%）的合金錠可采用鍛造開坯；含鋁、鈦高的合金一般要采用擠壓或軋制開坯，然后熱軋成材，有些產(chǎn)品需進(jìn)一步冷軋或冷拔。直徑較大的合金錠或餅材需用水壓機(jī)或快鍛液壓機(jī)鍛造。合金化程度較高、不易變形的合金，目前廣泛采用精密鑄造成型，例如鑄造渦輪葉片和導(dǎo)向葉片。為了減少或鑄造合金中垂直于應(yīng)力軸的晶界和減少或疏松，近年來又發(fā)展出定向結(jié)晶工藝。這種工藝是在合金凝固過程中使晶粒沿一個(gè)結(jié)晶方向生長，以得到無橫向晶界的平行柱狀晶。實(shí)現(xiàn)定向結(jié)晶的首要工藝條件是在液相線和固相線之間建立并保持足夠大的軸向溫度梯度和良好的軸向散熱條件。此外，為了全部晶界，還需研究單晶葉片的制造工藝。粉末冶金工藝，主要用以生產(chǎn)沉淀強(qiáng)化型和氧化物彌散強(qiáng)化型高溫合金。這種工藝可使一般不能變形的鑄造高溫合金獲得可塑性甚至超塑性綜合處理高溫合金的性能同合金的組織有密切關(guān)系，而組織是受金屬熱處理控制的。高溫合金一般需經(jīng)過熱處理。沉淀強(qiáng)化型合金通常經(jīng)過固溶處理和時(shí)效處理。固溶強(qiáng)化型合金只經(jīng)過固溶處理。有些合金在時(shí)效處理前還要經(jīng)過一兩次中間處理。固溶處理首先是為了使第二相溶入合金基體，以便在時(shí)效處理時(shí)使γ、碳化物（鈷基合金）等強(qiáng)化相均勻析出，其次是為了獲得適宜的晶粒度以保證高溫蠕變和持久性能。固溶處理溫度一般為1040～1220℃。目前廣泛應(yīng)用的合金，在時(shí)效處理前多經(jīng)過1050～1100℃中間處理。中間處理的主要作用是在晶界析出碳化物和γ膜以改善晶界狀態(tài)，與此同時(shí)有的合金還析出一些顆粒較大的γ相與時(shí)效處理時(shí)析出的細(xì)小γ相形成合理搭配。時(shí)效處理的目的是使過飽和固溶體均勻析出γ相或碳化物(鈷基合金)以提高高溫強(qiáng)度，時(shí)效處理溫度一般為700～1000℃。