按基體元素主要可分為鐵基高溫合金、鎳基高溫合金和鈷基高溫合金,。按制備工藝可分為變形高溫合金,、鑄造高溫合金和粉末冶金高溫合金。按強(qiáng)化方式有固溶強(qiáng)化型,、沉淀強(qiáng)化型,、氧化物彌散強(qiáng)化型和纖維強(qiáng)化型等。高溫合金主要用于制造航空,、艦艇和工業(yè)用燃?xì)廨啓C(jī)的渦輪葉片,、導(dǎo)向葉片、渦輪盤,、高壓壓氣機(jī)盤和燃燒室等高溫部件,，還用于制造航天飛行器、火箭發(fā)動(dòng)機(jī),、核反應(yīng)堆,、石油化工設(shè)備以及煤的轉(zhuǎn)化等能源轉(zhuǎn)換裝置。

編輯本段發(fā)展

發(fā)展過程從20世紀(jì)30年代后期起,，英,、德、美等國就開始研究高溫合金,。第二次世界大戰(zhàn)期間,，為了滿足新型航空發(fā)動(dòng)機(jī)的需要，高溫合金的研究和使用進(jìn)入了蓬勃發(fā)展時(shí)期,。40年代初,，英國首先在80Ni-20Cr合金中加入少量鋁和鈦,，形成γ‘相（gamma prime）以進(jìn)行強(qiáng)化，研制成第一種具有較高的高溫強(qiáng)度的鎳基合金,。同一時(shí)期,，美國為了適應(yīng)活塞式航空發(fā)動(dòng)機(jī)用渦輪增壓器發(fā)展的需要，開始用Vitallium鈷基合金制作葉片,。

此外,，美國還研制出Inconel鎳基合金，用以制作噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室,。以后,，冶金學(xué)家為進(jìn)一步提高合金的高溫強(qiáng)度，在鎳基合金中加入鎢,、鉬,、鈷等元素，增加鋁,、鈦含量,，研制出一系列牌號(hào)的合金，如英國的“Nimonic",，美國的“Mar-M"和“IN"等,；在鈷基合金中,加入鎳、鎢等元素,，發(fā)展出多種高溫合金,，如X-45、HA-188,、FSX-414等,。由于鈷資源缺乏，鈷基高溫合金發(fā)展受到限制,。

40年代,，鐵基高溫合金也得到了發(fā)展，50年代出現(xiàn)A-286和Incoloy901等牌號(hào),，但因高溫穩(wěn)定性較差,，從60年代以來發(fā)展較慢,。蘇聯(lián)于1950年前后開始生產(chǎn)“ЭИ"牌號(hào)的鎳基高溫合金,，后來生產(chǎn)“ЭП"系列變形高溫合金和ЖС系列鑄造高溫合金。中國從1956年開始試制高溫合金,，逐漸形成“GH"系列的變形高溫合金和“K"系列的鑄造高溫合金,。70年代美國還采用新的生產(chǎn)工藝制造出定向結(jié)晶葉片和粉末冶金渦輪盤，研制出單晶葉片等高溫合金部件,，以適應(yīng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪進(jìn)口溫度不斷提高的需要,。

編輯本段類別變形高溫合金

變形高溫合金是指可以進(jìn)行熱,、冷變形加工，工作溫度范圍-253～1320℃,，具有良好的力學(xué)性能和綜合的強(qiáng),、韌性指標(biāo)，具有較高的抗氧化,、抗腐蝕性能的一類合金,。按其熱處理工藝可分為固溶強(qiáng)化型合金和時(shí)效強(qiáng)化型合金。

1,、固溶強(qiáng)化型合金

使用溫度范圍為900～1300℃,，最高抗氧化溫度達(dá)1320℃。例如GH128合金,，室溫拉伸強(qiáng)度為850MPa,、屈服強(qiáng)度為350MPa；1000℃拉伸強(qiáng)度為140MPa,、延伸率為85%,1000℃,、30MPa應(yīng)力的持久壽命為200小時(shí)、延伸率40%,。固溶合金一般用于制作航空,、航天發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室、機(jī)匣等部件,。

2,、時(shí)效強(qiáng)化型合金

使用溫度為-253～950℃，一般用于制作航空,、航天發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪盤與葉片等結(jié)構(gòu)件,。制作渦輪盤的合金工作溫度為-253～700℃,要求具有良好的高低溫強(qiáng)度和抗疲勞性能。例如：GH4169合金,，在650℃的最高屈服強(qiáng)度達(dá)1000MPa,；制作葉片的合金溫度可達(dá)950℃，例如：GH220合金,，950℃的拉伸強(qiáng)度為490MPa,，940℃、200MPa的持久壽命大于40小時(shí),。

變形高溫合金主要為航天,、航空、核能,、石油民用工業(yè)提供結(jié)構(gòu)鍛件,、餅材、環(huán)件,、棒材,、板材,、管材、帶材和絲材,。[1]

鑄造高溫合金

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)可以集中考慮優(yōu)化其使用性能,。如對(duì)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：

第一類：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)良的綜合性能和抗氧化、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)使用溫度最高的渦輪葉片材料,，適用于制作新型高性能發(fā)動(dòng)機(jī)的一級(jí)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。

粉末冶金高溫合金

采用霧化高溫合金粉末,，經(jīng)熱等靜壓成型或熱等靜壓后再經(jīng)鍛造成型的生產(chǎn)工藝制造出高溫合金粉末的產(chǎn)品,。采用粉末冶金工藝，由于粉末顆粒細(xì)小,，冷卻速度快,，從而成分均勻，無宏觀偏析,，而且晶粒細(xì)小,，熱加工性能好，金屬利用率高,，成本低,，尤其是合金的屈服強(qiáng)度和疲勞性能有較大的提高。