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Thermo-Span低热膨胀合金Fe-Co-Ni铁钴镍基高温合金
发布人：上海艾荔艾金属材料有限公司www.shailiai.com
更新时间：2015-05-12
Thermo-Span合金是一种具有较低热膨胀系数的Fe-Co-Ni基高温合金，与其他低膨胀高温合金相比，由于加入了5.5% 的Cr，合金具有较好的高温抗氧化性，同时保持较高的力学性能和热疲劳性能，合金的工作温度达到650℃，用于制造隔热环等薄壁静止结构部件，可以减少涡轮发动机转动和静止部件间的间隙，降低发动机的重量和成本，进一步提高航空发动机的燃油效率，在航空航天业得到了广泛的实际应用。
Thermo-Span合金是一种具有较低热膨胀系数的Fe-Co-Ni基高温合金，与其他低膨胀高温合金相比，由于加入了5.5% 的Cr，合金具有较好的高温抗氧化性，同时保持较高的力学性能和热疲劳性能，合金的工作温度达到650℃，用于制造隔热环等薄壁静止结构部件，可以减少涡轮发动机转动和静止部件间的间隙，降低发动机的重量和成本，进一步提高航空发动机的燃油效率，在航空航天业得到了广泛的实际应用。
较高的Cr使合金具有较好的抗高温氧化性能，但合金的热膨胀系数相对偏高，改型合金通过适当降低Cr含量，提高Al含量并添加了微量B的方法降低了合金的热膨胀系数，使合金的热膨胀系数与GH909相当，Cr、Al联合作用仍能使合金保持与标准合金相当的抗氧化性能，力学性能保持较高的水平。合金长期在高温环境下工作，其组织的稳定性及其力学性能的变化对发动机的安全、性能及发动机的寿命均有重要的影响，本文研究了高温长期时效过程中，改型合金组织与性能的变化及其对性能的影响，并与标准合金进行对比，为改型合金的应用提供实验依据。
采用真空感应炉用相同的工艺冶炼2炉10kg的合金锭。改型合金保持标准合金其他元素含量不变，Cr含量由5.5% 降低到3.0%，Al含量由0.45增加到1.5%，并加入了0.5%B。铸锭经1160℃×20h均匀化处理后，采用相同的锻造工艺，控制相同的锻造条件，锻成16mm×16mm的方料，并对锻棒进行标准热处理：1093℃×1h，空冷，720℃×8h，以55℃/h炉冷至620℃，620℃×8h，空冷。热处理后的试样分别在650和680℃保温1000h，空冷，测试时效1000h后合金在650℃/600 MPa和680℃/600MPa的持久性能。
扫描电镜观察合金650℃和680℃长期时效过程中的组织演变，分析合金时效1000h后650℃/600MPa持久断口形貌。试验结果表明：
（1）合金在650℃时效1000h后，标准合金组织发生粗化，改型合金组织无显著变化，改型合金在650℃具有更高的组织热稳定性。
（2）合金在650℃时效1000h后，合金650℃/600MPa持久性能均有所降低，而改型合金的降低幅度小，持久寿命比标准合金高109h。
（3）合金在680℃时效500h时，标准合金组织发生明显粗化，改型Thermo-Span组织无显著变化，时效1000h时，标准合金的组织已完全粗化，晶内和晶界Laves析出相沿垂直方向长大，形成魏氏组织，大大降低合金的持久性能，而改型合金只有局部发生了粗化现象，且粗化不明显，其持久性能是标准合金的5倍。
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