高溫合金又叫熱強(qiáng)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(dòng)機(jī)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(jī)與渦輪盤，渦輪機(jī)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(duì)合金的力學(xué),，物理,，化學(xué)性能有嚴(yán)格的要求，是發(fā)動(dòng)機(jī)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(guó)家航空航天，國(guó)防領(lǐng)域中的研究重點(diǎn)項(xiàng)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(dòng)機(jī)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(guò)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(shí)還要承受熱應(yīng)力和燃?xì)鈶?yīng)力。高推重比發(fā)動(dòng)機(jī)多采用環(huán)形燃燒室,，其長(zhǎng)度短,，容熱強(qiáng)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(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力，工作狀態(tài)改變時(shí)會(huì)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(xiàng)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(shí)和持久強(qiáng)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(kuò)散連接制成。內(nèi)層可按設(shè)計(jì)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(dòng)機(jī)熱循環(huán)效率，降低燃燒室材料的實(shí)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(shí)際使用,。采用MA956制作多孔層板是美國(guó)推出的新一代燃燒室材料,，可在1300℃使用。

發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)渦輪葉片是航空發(fā)動(dòng)機(jī)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(duì)其材料的要求十分嚴(yán)格,。而航空發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)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(jí)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(jī)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(qiáng)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(dòng),，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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)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(duì)未來(lái)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(dòng)機(jī)的關(guān)鍵承熱轉(zhuǎn)動(dòng)部件,，工作溫度低于導(dǎo)向葉片50℃-100℃，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)承受很大的離心應(yīng)力,，振動(dòng)應(yīng)力,，熱應(yīng)力，氣流沖刷等作用,，工作時(shí)條件惡劣,。高推重比發(fā)動(dòng)機(jī)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(qiáng)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(zhǎng)期的組織穩(wěn)定性能，使用溫度下無(wú)TCP相析出,。應(yīng)用的合金經(jīng)歷4個(gè)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(guó)單晶合金DD3和DD8分別用在我國(guó)渦輪,，渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)和直升機(jī),，艦載發(fā)動(dòng)機(jī)。

三,、渦輪盤用高溫合金

　　渦輪盤是渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)受力最大的轉(zhuǎn)動(dòng)承力件,。推重比8和10發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)時(shí)帶動(dòng)葉片高速旋轉(zhuǎn)，承受最大的離心力,，熱應(yīng)力,，震動(dòng)應(yīng)力的綜合作用。每次啟動(dòng),，停車是一個(gè)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(qiáng)度,，沖擊韌性,，無(wú)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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)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(guó)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(kāi)始使用GH1040和GH2038A，后用GH4169整體鍛造,，輪盤機(jī)加工而成,，葉片電解加工而成，克服了GH1040長(zhǎng)試時(shí)變形過(guò)大問(wèn)題,。對(duì)比GH1040與GH4169合金性能可知,，遠(yuǎn)程發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪轉(zhuǎn)子對(duì)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(qiáng)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(guó)液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪轉(zhuǎn)子材料主要有進(jìn)氣管，渦輪葉片和輪盤,。我國(guó)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(guó)多采用GH4169, GH4141整體渦輪,，發(fā)動(dòng)機(jī)軸用GH2038A.

　　與運(yùn)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(dòng)數(shù)次數(shù)十萬(wàn)次，最小脈沖寬度幾毫米秒,，總工作時(shí)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(jiǎn)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(guó)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(dòng)機(jī)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(yùn)載火箭發(fā)動(dòng)機(jī)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(duì)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(guó)家學(xué)習(xí),，并且通過(guò)自身不斷的實(shí)踐和創(chuàng)新，為我國(guó)國(guó)防科技發(fā)展貢獻(xiàn)力量,。