高温合金或高性能合金是有色合金，在高温下表现出出色的强度和表面稳定性。它们能够在较高的熔点（高达85%的熔点(Tm)以开尔文度数表示，0.85）下安全运行是它们的关键特性。高温合金通常在高于°C(°F)的温度下使用，因为在这些温度下普通钢和钛合金会失去其强度，而且在该温度下钢会发生腐蚀。在高温下，高温合金保持机械强度，抗热蠕变变形、表面稳定性和抗腐蚀或抗氧化性。一些镍基超级合金可以承受超过°C的温度，具体取决于合金的成分。超级合金通常以单晶形式铸造，虽然晶界可以提供强度，但会降低抗蠕变性。

概括

它们最初被开发用于飞机活塞发动机涡轮增压器。今天，最常见的应用是飞机涡轮部件，它必须在合理的时间段内承受严重氧化环境和高温的暴露。目前的应用包括：

飞机燃气轮机

汽轮机发电厂

医疗应用

航天器和火箭发动机

热处理设备

核电厂

镍是高温合金的基本元素，高温合金是一组用于喷气发动机的镍、铁镍和钴合金。这些金属具有出色的抗热蠕变变形能力，并在远高于其他航空航天结构材料的温度下保持其刚度、强度、韧性和尺寸稳定性。

55%

21%

14%

镍基高温合金

镍基高温合金目前占先进飞机发动机重量的50%以上。镍基高温合金包括固溶强化合金和时效硬化合金。时效硬化合金由分散有Ni3相干沉淀的奥氏体(fcc)基体组成(Al,Ti)具有fcc结构的金属间化合物。镍基高温合金是以镍为主要合金元素的合金，在前面讨论的应用中优选作为叶片材料，而不是钴基或铁基高温合金。镍基高温合金的重要意义在于它们在高温下的高强度、高蠕变和耐腐蚀性。通常以定向凝固形式或单晶形式铸造涡轮叶片。单晶叶片主要用于涡轮级的第一排。

铬镍铁合金

一般来说，Inconel是SpecialMetals的一个奥氏体镍铬基高温合金系列的注册商标。Inconel是一种镍基高温合金，具有高强度特性和耐高温性。它还表现出卓越的防腐蚀和抗氧化保护。Inconel的高温强度是通过固溶强化或沉淀硬化产生的，具体取决于合金。Inconel由55%的镍、21%的铬、6%的铁和少量的锰、碳和铜组成。

高温合金的常见用途是航空航天和其他一些高科技行业。这种高温合金在极端高温下兼具耐腐蚀性和材料强度，在核工业中表现良好。一些核电站将镍基高温合金用于反应堆堆芯、控制棒和类似部件。在核工业中，尤其使用低钴高温合金（由于可能会激活钴59）。核燃料组件的一些结构部件，如顶部和底部喷嘴，可能由高温合金如Inconel制成。间隔栅通常由具有低热中子吸收截面的耐腐蚀材料制成，通常是锆合金（~0.18×10–24厘米2）。第一个和最后一个间隔网格也可以由低钴铬镍铁合金制成，这是一种非常适合在承受压力和热量的极端环境中使用的高温合金。

热蠕变

蠕变，也称为冷流，是在恒定载荷或应力下随时间增加的永久变形。它是由于长时间暴露于较大的外部机械应力而导致屈服极限，并且在长时间受热的材料中更为严重。变形率是材料特性、暴露时间、暴露温度和施加的结构载荷的函数。如果我们在高温下使用材料，蠕变是一个非常重要的现象。蠕变在电力工业中非常重要，在喷气发动机的设计中是最重要的。对于许多寿命相对较短的蠕变情况（例如涡轮叶片在军用飞机中），破裂时间是主要的设计考虑因素。当然，对于它的确定，必须进行蠕变试验直至失效点；这些被称为蠕变断裂试验。

材料的抗蠕变性受许多因素的影响，例如扩散率、沉淀物和晶粒尺寸。一般来说，有三种一般方法可以防止金属蠕变。一种方法是使用更高熔点的金属，第二种方法是使用更大晶粒尺寸的材料，第三种方法是使用合金化。体心立方(BCC)金属在高温下的抗蠕变性较差。因此，基于Co、Ni和Fe的高温合金（通常是面心立方奥氏体合金）能够被设计为具有高抗蠕变性，因此已成为高温环境中的理想材料。

应力腐蚀开裂

应力腐蚀开裂(SCC)是最严重的冶金问题之一，也是核工业主要

转载请注明:http://www.aideyishus.com/lkjg/4952.html