【中國鋁業(yè)網(wǎng)】鎳基合金是高溫合金中應(yīng)用范圍較為廣泛的一種合金，特別是在航空航天領(lǐng)域和國防領(lǐng)域，例如航空發(fā)動機、導彈等尖端設(shè)備的研制，占有重要地位。由于鎳基合金中可以溶解多種合金元素，且能保持較好的組織穩(wěn)定性，這為其性能的改善提供了許多途徑。科技的發(fā)展對鎳基高溫合金提出了更高的要求，為滿足市場需求，必須對鎳基高溫合金加快研究，提高其綜合性能。合金化優(yōu)化設(shè)計就是這個研發(fā)工作中一個重點。
一、固溶強化
對鎳基高溫合金性能強化的主要手段是添加適量的固溶強化元素。固溶強化型合金有著優(yōu)良的抗氧化和抗疲勞性能，同時還有較好的可塑性；其較突出的優(yōu)點是組織穩(wěn)定性。基于這些特性，鎳基高溫合金可用于生產(chǎn)工作溫度較高的金屬零部件，如發(fā)動機的扇葉。鎳的原子半徑和鎢、鉬等合金元素的原子半徑接近，基于這些特性，可使鎳同時溶解大量的鎢、鉬和鈷等合金元素，卻不會出現(xiàn)新的相。研究表明，常見金屬的固溶溫度范圍一般在1050——1560℃之間。美國研制出一種性能優(yōu)良的固溶強化型合金——鎳基變形高溫合金Haynes280，這種合金在1400℃的高溫時，強度可達165MPa、延伸率可達87%。其主要是因為在合金中加入了難熔金屬元素，例如鎢和鉻等元素；同時在研制過程中添加少量的碳元素以形成碳化物，達到阻礙晶粒長大和強化晶界的作用。
研究還表明，通過加入大量的鉬等難熔金屬元素，可以提高合金的強度；通過加入釕元素可以提高合金的組織穩(wěn)定性；通過加入一定數(shù)量的鎢等難熔金屬，可以在一定情況下提高合金的抗腐蝕性能；通過添加一定量的稀土可以極大地改善抗氧化腐蝕的性能。
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