高温合金

1.高温合金的定义：高温合金是指以铁、镍、钴为基，能在600℃以上的高温及一定盈利作用下长期工作的一类金属材料。2.高温合金的命名方法：变形高温合金以“GH”加4位阿拉伯数字表示。前缀后第一位数字表分类号，1、2表铁基或铁镍基，3、4表镍基，5、6表钴基；1、3、5表固溶强化型合金，2、4、6表时效沉淀型合金。前缀后的第2、3、4位表合金编号。铸造高温合金以“K”加3位阿拉伯数字表示。前缀后第一位数字表分类号，含义与变形合金相同，第2、3位表合金编号。粉末高温合金以“FGH”加阿拉伯数字表示。3.高温合金主要用于四大热端部件：导向器、涡轮叶片、涡轮盘、燃烧室。4.常见的高温合金基体有哪几种？铁基镍基钴基5.高温合金的固溶强化机制：固溶度小的合金元素较之固溶度大的合金元素，会产生更强烈的固溶强化作用，但其溶解度小却又限制其加入量。6.合金元素的固溶强化能力排序：CrMoWVNbTaAlTiBe7.影响蠕变的重要因素：层错能8.合金元素对层错能的影响规律：合金元素对镍的层错能的影响按下列次序递减：WTiCrCoCuFe。对于奥氏体铁，合金元素对层错能的影响也很显著，低层错能合金的高温强度较高。9.第二相强化的本质：第二相质点与位错的交互作用是合金第二相强化的本质。10.第二相强化机制：第二相质点强化是由两个相晶格错配产生的弹性应力场对位错运动施加的阻力，其作用完全与固溶强化中由溶质原子尺寸不同引起的弹性应力场的作用相似。11.高温合金γ’是如何强化其性能的?γ’相本身既有较好的强度又是可以产与变形的，不会由于吸出大量γ’或存在大块γ’相而造成严重的脆性。所以使得γ’相成为高温合金的主要强化相。12.碳化物时效强化的条件？1）具有高温下可以溶解和低温下析出的可能性。2）碳化物的结构与奥氏体基体相似，具有均匀析出的条件。3）作为主要强化相的碳化物必须要一定的稳定性。13.Mg的晶界强化作用机制是什么？1）镁强烈偏析于晶界及相界，甚至在相界都有一个很薄得偏析层，并且这种偏析是平衡偏析。2）适量的镁可改善晶界第二相形态，从而强化晶界。3）镁强烈提高晶界的性能。14.晶界及晶粒对高温合金强化的影响？对于变形合金，随着固溶温度升高，晶粒长大，在一定的厚度比之下蠕变速率随晶粒长大而减小，在一定固溶温度下，随厚度比增加蠕变断裂时间增长。但对于铸造合金，只要厚度比一定，晶粒在2-7mm之间，都可获得相似的性能。15.什么是TCP相？TCP相通常以哪三种方式影响力学性能？把σ、μ、laves相等脆性相，称为TCP相。1）形态，长针状或薄片状的TCP相，一般是裂纹发源地和迅速扩展的通道；2）分布，TCP大量析出于晶界，形成脆性薄膜包围晶粒，使裂纹易于沿晶产生和扩展，使合金沿晶脆性断裂，强度也降低；3）数量，当TCP数量超过某一数值时，不管形态和分布，由于存在，消耗大量固溶强化元素，削弱了基体强度，对塑性和韧性也不利。16.如何提高高温合金的韧性？1）控制元素含量避免TCP相析出；2）加入适量有益微量元素；3）控制晶粒尺寸与形状；4）提高合金纯洁度。14，镍基高温合金的基体组织是奥氏体电解腐蚀法高温合金作阳极15．我国高温合金通常都是用空气中不同温度下100h氧化后的氧化速率表示抗氧性的好坏16，Cr2O3和Al2O3氧化膜的特点：Cr2O3有两种晶体结构。一是在300~900℃稳定的斜方六面体α-Cr2O3,和在氧化初期形成与金属Cr表面的过渡结构立方晶体的γ-Cr2O3，前者为P型半导体氧化物，熔点高达2400℃，是致密性很高的氧化膜，具有优良的抗氧化性，但是合金表面α-Cr2O3膜与基体之间热膨胀系数相差较大，在热应力作用时容易剥落。而且α-Cr2O3塑性差，在表面变形时容易造成裂纹，同时在温度高于900℃的条件下易氧化成挥发性的CrO3，CrO3的挥发引起Cr2O3膜不断变薄，故形成Cr2O3膜的合金和涂层只能在1000℃下使用。Al2O3是不挥发的，所以Al2O3膜一般比Cr2O3具有更好的抗氧化能力和较低的氧化速率，可以应用于更高的温度，但是Al2O3的禁带高达9.9Ev，它不是电子导体，是离子-电子混合型导体17合金元素对高温合金抗氧化的影响取决于它们的氧化产物对界面氧化反应的抑制程度。18高温合金热腐蚀发生的原因是在高温燃气中含硫燃料和含盐环境中由于燃烧而沉积在表面的硫酸盐引起的加速氧化。19影响高温合金热腐蚀的因素包括温度，盐膜成分，环境条件以及高温合金成分等20高温合金经历过：第一代-简单铝化物涂层，第二代-多元铝化物涂层，第三代MCrAlY包裹涂层，第四代-热障涂层。四个阶段21提高高温何静表面疲劳性能能采取的措施有喷丸处理22采取1用孕育剂控制表面晶粒细化2通过再结晶细化表面晶粒。可使高温合金表面晶粒细化23高温合金的热处理工艺主要有：固溶处理，中间处理和时效处理24固溶处理的摸底是将碳化物相或粗大γ’强化相尽量溶入基体中以得到单相组织，给以后的时效沉淀析出均匀细小的强化相做准备。中间处理的目的是使高温合金晶界析出一定量的各种碳化物相和硼化物相。时效处理的目的是在合金基体中析出一定数量和大小的强化相，以达到合金最大的强化效果25定向凝固高温合金的热处理工艺通常采用固溶热处理来获得最佳性能。26单晶高温合金的热处理工艺全部采用完全固溶热处理。27.为什么又对高温合金进行退火热处理？有那几种退火工艺？主要是为了降低材料硬度，提高塑韧性，也称软化热处理。分应力消除处理和再结晶退火处理28.用于扩散脱氧的脱氧剂？沉淀脱氧的脱氧剂？用于扩散脱氧的脱氧剂有铝粉、矽钙粉，用于沉淀脱氧的脱氧剂有矽钙块、金属钙、铝钡合金、铝块等。29.高温合金感应熔炼的特点？如何装涂？特点：（1）感应炉采用电磁感应加热来溶化金属，在冶炼过程中不会增碳，因而可以冶炼含碳量很低的合金。（2）由于没有电弧炉那样的高温区，金属吸气的可能性小，熔炼出的合金含气量低。（3）感应炉电磁搅拌作用，使冶炼过程中化学成分和温度均匀，并且能够精确调整和控制温度，保证操作稳定性。（4）由于感应炉单位质量金属的液面面积较电弧炉小，而且没有电弧炉的局部高温区，为减少Al,Ti等易氧化元素的烧损创造了条件。30.高温合金电渣重熔电极直径与结晶器直径的关系？渣池深度、工作电流、电压公式？电极直径=（0.4-0.6)×结晶器直径h=(1/2~1/3)DI=31.高温合金有哪几种常见的铸造工艺？有熔模精密铸造、定向凝固及单晶铸造、细晶铸造、喷涂铸造32.高温合金定向凝固满足的条件？（1）在整个凝固过程中，铸件的固-液相界面上的热流应保持单一方向流动，使成长晶体的凝固界面沿一个方向推进。(2)结晶前沿区域内必须维持正常温度梯度，以阻止其他新晶核的形成。33.单晶高温合金的优点。弹性模量小从而热疲劳性能成倍提高，蠕变强度及持久性能高34.高温合金化特征合金液-固相线温度明显降低、合金基体再结晶温度提高，热扩散系数降低、热变形抗力增加，塑形降低35.高温合金热加工工艺参数的确定36.粉末高温合金的优点（1）粉末颗粒细小凝固速度快，消除了合金元素的偏析，改善了合金的热加工性（2）合金的组织均匀性能稳定，使材料的使用可靠性大大提高（3）粉末高温合金具有细小的晶粒组织，显著提高了中低温强度和抗疲劳性能（4）粉末高温合金可以进行超塑性加工，提高材料的利用率，节约原材料37.制备粉末的工艺有几种？气体雾化法、旋转电极法、真空雾化法、38.粉末固实技术有几种？真空热压、热等静电、热挤压、锻造等39.高温合金民用主要用于哪几个方面？能源动力、交通运输、石油化工、冶金矿山、玻璃建材等诸多工业部门