高溫合金又叫熱強合金,。按基體組織材料可分為三類：鐵基,、鎳基和鉻基,。按生產(chǎn)方式可分為變形高溫合金和鑄造高溫合金,。它是航空航天領(lǐng)域中*的原材,。它是航天，航空制造發(fā)動機高溫部分的關(guān)鍵材料,。主要用于制造燃燒室,，渦輪葉片，導(dǎo)向葉片,，壓氣機與渦輪盤,，渦輪機匣等部位。使用溫度范圍在600℃-1200℃,，受力與環(huán)境條件隨使用零件所在部分不同而異,，對合金的力學(xué)，物理，化學(xué)性能有嚴(yán)格的要求,，是發(fā)動機的性能,，可靠性與壽命的決定性因素。因此高溫合金是各發(fā)達(dá)國家航空航天,，國防領(lǐng)域中的研究重點項目之一,。

高溫合金應(yīng)用中主要有:

一、燃燒室用高溫合金

　　航空渦輪發(fā)動機燃燒室（也稱火焰筒）是關(guān)鍵的高溫部件之一,。由于燃油霧化,，油氣混合等過程都是在燃燒室進(jìn)行的，因此燃燒室內(nèi)溫度最高可達(dá)1500℃-2000℃,，燃燒室內(nèi)壁溫度達(dá)1100℃,，同時還要承受熱應(yīng)力和燃?xì)鈶?yīng)力。高推重比發(fā)動機多采用環(huán)形燃燒室,，其長度短,，容熱強度高，燃燒室內(nèi)最高溫溫度達(dá)2000℃,，采用氣膜或汽蒸發(fā)式冷卻后室壁溫度達(dá)到1150℃,。各部位間有較大的溫度梯度會產(chǎn)生熱應(yīng)力，工作狀態(tài)改變時會急劇升降,，材料受熱沖擊和熱疲勞負(fù)荷,，出現(xiàn)擾曲變形，裂紋等故障,。通常燃燒室采用板材合金制造,按具體零件使用條件提出各項技術(shù)要求概括如下：使用高溫合金和燃?xì)鈼l件下具有一定的抗氧化,，抗燃?xì)飧g能力；具有一定瞬時和持久強度,，熱疲勞性能,，較低的膨脹系數(shù)；具有足夠的塑性,，焊接性保證加工成形與連接,；在熱循環(huán)下有良好的組織穩(wěn)定性，保證壽命期內(nèi)可靠工作,。MA956合金多孔層板,，多孔層板早期使用Haynes188合金薄板經(jīng)照相，腐蝕刻槽和打孔后用擴散連接制成,。內(nèi)層可按設(shè)計要求制成理想的冷卻通道,，這種結(jié)構(gòu)冷卻只需要傳統(tǒng)氣膜冷卻的30%冷卻氣體，可提高發(fā)動機熱循環(huán)效率,，降低燃燒室材料的實際承熱量,，減輕重量,，增大推重比。目前仍有突破技術(shù)關(guān)鍵才能進(jìn)入實際使用,。采用MA956制作多孔層板是美國推出的新一代燃燒室材料,，可在1300℃使用。

發(fā)動機燃燒室的發(fā)展材料,，使用溫度1538℃-1650℃，用于火焰筒,，浮壁片和加力燃燒室,。

二、渦輪部分用高溫合金

　　航空發(fā)動機渦輪葉片是航空發(fā)動機中承受溫度載荷最劇烈和工作環(huán)境的部件之一,，在高溫下要承受很大很復(fù)雜的應(yīng)力,，因此對其材料的要求十分嚴(yán)格。而航空發(fā)動機渦輪葉片高溫合金又分為：

1,、 導(dǎo)向器用高溫合金

　　導(dǎo)向器是渦輪發(fā)動機受熱沖擊最大的零件之一,。當(dāng)燃燒室出現(xiàn)燃燒不均勻，1級導(dǎo)向葉片受熱負(fù)荷很大,，是造成導(dǎo)向葉片破壞的主要原因,。其使用溫度比渦輪葉片大約高出100℃，區(qū)別是靜止件,，所受機械負(fù)荷不大,。通常容易發(fā)生熱應(yīng)力，引起的扭曲,，溫度急劇變化引起的熱疲勞裂紋及局部燒傷,。導(dǎo)向葉片合金應(yīng)具有如下性能：具有足夠的高溫強度，持久蠕性能及良好的熱疲勞性能,，較高的抗氧化性和熱腐蝕性能,，抗熱應(yīng)力和震動，彎曲變形能力,，良好的鑄造工藝成型性能和可焊性,，涂層防護(hù)性能。

　　目前,，高推重比的先進(jìn)發(fā)動機多采用空心鑄造葉片,，選定定向和單晶鎳基高溫合金。高推重比發(fā)動機使用高溫達(dá)1650℃-1930℃,，需要采用隔熱涂層防護(hù),。冷卻和涂層防護(hù)條件下葉片合金的使用溫度達(dá)1100℃以上，對未來導(dǎo)向葉片材料使用的溫度 密度 成本提出新的更高要求,。

2,、渦輪工作葉片用高溫合金

　　渦輪葉片,，是航空發(fā)動機的關(guān)鍵承熱轉(zhuǎn)動部件，工作溫度低于導(dǎo)向葉片50℃-100℃,，轉(zhuǎn)動時承受很大的離心應(yīng)力,，振動應(yīng)力，熱應(yīng)力,，氣流沖刷等作用,，工作時條件惡劣。高推重比發(fā)動機要求熱端部件壽命大于2000h,。因此,，渦輪葉片合金在使用溫度下應(yīng)具有很高的抗蠕變和持久斷裂強度，很好的高,，中溫綜合性能,，如高，低循環(huán)疲勞,，冷熱疲勞,，足夠的塑性和沖擊韌性，抗缺口敏感性能,；具有高的抗氧化性和腐蝕性能,；良好的導(dǎo)熱性能，盡可能低的線膨脹系數(shù),；良好的鑄造工藝性能,；長期的組織穩(wěn)定性能，使用溫度下無TCP相析出,。應(yīng)用的合金經(jīng)歷4個階段,；變形合金應(yīng)用有GH4033,GH4143, GH4118, 等；鑄造合金應(yīng)用有K403,K417, K418,; K405,，定向凝固合金DZ4,DZ22,，單晶合金DD3, DD8, PW1484等。目前已發(fā)展至第三代單晶合金,。我國單晶合金DD3和DD8分別用在我國渦輪,，渦扇發(fā)動機和直升機，艦載發(fā)動機,。

三,、渦輪盤用高溫合金

　　渦輪盤是渦輪發(fā)動機受力最大的轉(zhuǎn)動承力件。推重比8和10發(fā)動機的輪緣使用溫度達(dá)到650℃和750℃,，輪心溫度300℃左右,，溫差大。在正常轉(zhuǎn)動時帶動葉片高速旋轉(zhuǎn),，承受最大的離心力,，熱應(yīng)力,，震動應(yīng)力的綜合作用。每次啟動,，停車是一個循環(huán),，輪心。喉道,，槽底,，輪緣均承受不同的復(fù)合應(yīng)力。要求合金在使用溫度下具有最高的屈服強度,，沖擊韌性,，無缺口敏感；低的線膨脹系數(shù),；一定的抗氧化,，抗腐蝕性能,；良好的切削加工性能,。

四、航天用高溫合金

　　液體火箭發(fā)動機中高溫合金用于推力室作燃燒室噴注器面板,；渦輪泵彎通,，法蘭盤，石墨舵緊固件等,。

　　液體火箭發(fā)動機中高溫合金用于推力室做燃料室噴注器面板,；渦輪泵彎通，法盤,，石墨舵緊固件等,。我國YF73和YF75采用GH3030合金絲編織網(wǎng)經(jīng)18層重疊后再經(jīng)軋制，燒結(jié)成多孔發(fā)散冷卻面板制成燃燒室噴注面板,。渦輪轉(zhuǎn)子開始使用GH1040和GH2038A,，后用GH4169整體鍛造，輪盤機加工而成,，葉片電解加工而成,，克服了GH1040長試時變形過大問題。對比GH1040與GH4169合金性能可知,，遠(yuǎn)程發(fā)動機渦輪轉(zhuǎn)子對材料的要求,，在800℃398MPa20min符合要求為標(biāo)準(zhǔn)，GH4169可達(dá)30min組織性能穩(wěn)定,；GH1040則在800℃294MPa下只能保持6min,，不能勝任使用要求。更有利：在-253℃至室溫其強度增加392MPa-400MPa 塑性基本不變,，低溫沖擊韌性較好,。因此,，GH4169用作渦輪轉(zhuǎn)子，軸,，軸套,，緊固件等重要承力件的材料。

　　美國液體火箭發(fā)動機渦輪轉(zhuǎn)子材料主要有進(jìn)氣管,，渦輪葉片和輪盤,。我國多采用GH1131合金，渦輪葉片依工作溫度而定,，先后應(yīng)采用Inconelx, Alloy713c, Astroloy和Mar-M246;輪盤材料有Inconel718, Waspaloy等,，我國多采用GH4169, GH4141整體渦輪，發(fā)動機軸用GH2038A.

　　與運載火箭姿態(tài)控制的小型液體火箭,，一般推力?。?.02N-2000N），脈沖起動數(shù)次數(shù)十萬次,，最小脈沖寬度幾毫米秒,，總工作時間5年-10年，要求可靠性高,，其噴管延伸段采用輻射冷卻的單層結(jié)構(gòu),，結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量輕,，燃燒溫度高,，推力室一般選用鈮基合金NbHf10-1，為改善使用性能采用表面噴涂抗氧化涂層,。使用溫度1100℃-1600℃,，通常采用液膜冷卻保護(hù)燃燒室內(nèi)壁。美國采用錸銥合金燃燒室+抗氧化涂層,，可取消液膜冷卻,，性能明顯提高，相繼研制成功22N 66N 和445N姿態(tài)發(fā)動機燃燒室,，投入使用后使衛(wèi)星和飛船有效負(fù)荷增加20KG-100KG,。

　　新一代運載火箭發(fā)動機需研制應(yīng)用大幅度減輕結(jié)構(gòu)重量的新型高溫合金，用Ti,Al基合金代替部分鎳基合金,。用GH4169制造泵殼體和低膨脹合金,。

　　隨著航天航空事業(yè)的不斷發(fā)展，為了滿足各種飛行任務(wù)的需要,，對于高溫合金領(lǐng)域的材料提出了更高的要求,。這就要求我們不斷的向先進(jìn)國家學(xué)習(xí)，并且通過自身不斷的實踐和創(chuàng)新,，為我國國防科技發(fā)展貢獻(xiàn)力量,。