超合金的重要性

• 超合金是能夠在接近其熔點(diǎn)的高溫下運(yùn)作的金屬合金，具有高強(qiáng)度、高熔點(diǎn)、耐腐蝕或氧化以及抗蠕變的特性。
• 超合金在提升效率方面至關(guān)重要，尤其是在需要承受高溫的工程應(yīng)用中，如噴氣發(fā)動機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)。

超合金的特殊性

• 超合金，尤其是鎳基超合金，因其獨(dú)特的γ/γ'微觀結(jié)構(gòu)而擁有卓越的高溫性能。
• 鎳基超合金展現(xiàn)出異常的屈服強(qiáng)度，即在高溫下其強(qiáng)度不降反增。

超合金的發(fā)展歷史

• 超合金的發(fā)展始于20世紀(jì)初，最初使用的是可溶于面心立方（FCC）結(jié)構(gòu)的Fe、Ni和Co金屬。
• 隨著時(shí)間的推移，通過合金化和加工技術(shù)的進(jìn)步，發(fā)展出了具有更高精度組成的合金，如采用真空熔煉技術(shù)。

超合金的制造（加工）

• 工業(yè)規(guī)模的超合金通常通過鑄造或鍛造兩種方法之一制造。
• 鑄造超合金可以直接固化成特定形狀，而鍛造超合金則是將合金加熱、變形并鍛造成最終形狀。

超合金的晶粒尺寸

• 對于超合金而言，晶粒尺寸對其蠕變性能有重要影響。單晶渦輪葉片因其無晶界而具有最佳的蠕變性能。

熱障涂層

• 熱障涂層是一種應(yīng)用于超合金上的涂層，用以保護(hù)超合金免受高溫影響。

超合金的應(yīng)用

• 超合金主要應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)，尤其是渦輪葉片和渦輪盤。
• 除了燃?xì)廨啓C(jī)，超合金也用于其他高溫應(yīng)用，如核反應(yīng)堆、汽車引擎、金屬加工、醫(yī)療應(yīng)用、航天器、熱處理設(shè)備等。

鐵基和鈷基超合金

• 鐵基超合金實(shí)際上是用于高溫應(yīng)用的特定類型的鋼。
• 鈷基超合金在沒有γ'相之前，強(qiáng)度不如鎳基超合金，但可以在更高的溫度下使用。

結(jié)論

• 超合金是復(fù)雜的合金系統(tǒng)，對發(fā)電和運(yùn)輸至關(guān)重要。
• 鎳基超合金因其γ基體和γ'沉淀相的微觀結(jié)構(gòu)而具有極高的蠕變抗力和異常的屈服強(qiáng)度。