金属材料高温合金用途广泛

镍基高温合金指的是以镍为基体(含量一般大于50%) 在650～1000℃范围内具有较高的强度和良好的抗氧化、抗燃气腐蚀能力的高温合金。镍基高温合金(以下简称镍基合金)是30年代后期开始研制的。英国于1941年首先生产出镍基合金Nimonic 75(Ni-20Cr-0.4Ti)；为了提高蠕变强度又添加铝，研制出Nimonic 80(Ni-20Cr-2.5Ti-1.3Al)。美国于40年代中期，苏联于40年代后期，中国于50年代中期也研制出镍基合金。
镍基合金的发展包括两个方面：合金成分的改进和生产工艺的革新。50年代初，真空熔炼技术的发展，为炼制含高铝和钛的镍基合金创造了条件。初期的镍基合金大都是变形合金。50年代后期，由于涡轮叶片工作温度的提高，要求合金有更高的高温强度，但是合金的强度高了，就难以变形，甚至不能变形，于是采用熔模精密铸造工艺，发展出一系列具有良好高温强度的铸造合金。60年代中期发展出性能更好的定向结晶和单晶高温合金以及粉末冶金高温合金。为了满足舰船和工业燃气轮机的需要，60年代以来还发展出一批抗热腐蚀性能较好、组织稳定的高铬镍基合金。在从40年代初到70年代末大约40年的时间内，镍基合金的工作温度从 700℃提高到1100℃，平均每年提高10℃左右。镍基高温合金的发展趋势见图1。

哈氏合金(Hastelloy alloy)
一、引言
哈氏合金是镍基合金的一种，目前主要分为B、C、G三个系列，它主要用于铁基Cr-Ni或Cr-Ni-Mo不锈钢、非金属材料等无法使用的强腐蚀性介质场合，在国外已广泛应用于石油、化工、环保等诸多领域。其牌号和典型使用场合如下表所示。

为改善哈氏合金的耐蚀性能和冷、热加工性能，哈氏合金先后进行了三次重大改进， 其发展过程如下：

B系列 ：B → B-2(00Ni70Mo28) → B-3

C系列 ：C → C-276(00Cr16Mo16W4) → C-4(00Cr16Mo16) → C-22 (00Cr22Mo13W3) → C-2000(00Cr20Mo16)

G系列 ：G → G-3（00Cr22Ni48Mo7Cu） → G-30(00Cr30Ni48Mo7Cu)

目前使用广泛的是第二代材料N10665(B-2)、N10276(C-276)、N06022(C-22)、N06455(C-4)和N06985(G-3)。第三代材料N10675(B-3)、N10629(B-4)、N06059(C-59)处于推广阶段。由于冶金技术的进步，近年来出现了多个牌号的含~6%Mo的所谓“超级不锈钢”，替代了G系列合金，使得G系列合金的生产和使用迅速下降。
三、力学性能
哈氏合金的力学性能非常突出，它具有高强度、高韧性的特点，所以在机加工方面有一定的难度，而且其应变硬化倾向极强，当变形率达到15%时，约为18-8不锈钢的两倍。哈氏合金还存在中温敏化区，其敏化倾向随变形率的增加而增大。当温度较高时，哈氏合金易吸收有害元素使它的力学性能和耐腐蚀性能下降。

了解了镍基高温合号，我们再来了解下镍基高温合金不同牌号的特点：
合号 国外同类合金 材             料            特            点
GH3030 эи435 合金在800℃以下有满意的热强性和高的塑性，具有良好的抗氧化、热疲劳、冷冲压和焊接工艺性能。
GH4033 эи437 合金在700~750℃具有足够的高温强度，在900℃以下具有良好的抗氧化性，合金的冷热加工性能良好。
GH33A  在GH33合金的基础上进一步合金化，使合金具有良好的综合性能，晶粒均匀，屈服强度高，易于热加工成型，使用温度在750℃以下。
GH33B  在GH33A的基础上添加量元素，进一步合金的塑性和持久寿命，了合金的缺口性。
GH37 эи617 合金在850℃以下使用具有高的热强性、良好的综合性能和组织性。
GH3039 Эи602 合金在800℃以下有中等的热强性和良好热疲劳性能，1000℃以下抗氧化性能良好，长期使用组织，还具有良好的冷成型和焊接性能。
GH3044 Эи868 固溶强化的抗氧化合金，在900℃以下具有高的塑性和中等热强性，具有优良的抗氧化性能和良好的冲压、焊接工艺性能，长期使用组织性能。
GH4049 Эи929 合金为高合金化的镍基难变形高温合金，在1000℃以下具有良好的抗氧化性能，950℃以下具有较高的高温强度
GH80A Nimonic80A 合金成分简单，性能与GH33合金相当，组织，热加工温度范围宽，热加工塑性好。