目前全世界研制和生產(chǎn)的高溫合金有幾百個牌號,中國的高溫合金就有近200牌號,對這些高溫合金可以按不同方法進行分類。
一、按合金基體元素分類
1、鐵基或鐵鎳高溫合金: 以高合金化的Fe基奧氏體或FeNi基奧氏體為基的合金或者說以鐵或鐵鎳為主要元素的合金,含鎳量達25%50%,如GH2135、GH2035AGH2984、GH901、GH2761、GH2132、GH2302、K213和K214等。
2、鎳基高溫合金: 以高合金化的鎳基奧氏體為基的合金,或者說以鎳為主要元素的合金及鎳鋁系金屬間化合物高溫材料,如GH4698、GH4742、GH4033、GH4133GH4049、GH4037、K417、K417G、DZ417G和DD403等。
3、鈷基高溫合金: 以高合金化的鈷基奧氏體為基的合金,或者說以鈷為主要元素的合金,如K640、DZ640M.GH5605、GH5188和GH6159等。
二、按合金的強化類型分類
1、固溶強化高溫合金: 合金通過固溶處理,使成分均勻并獲得大小適合的晶粒度然后制成零件應(yīng)用。這類合金通常用作燃燒室中的火焰簡材料,如GH3030、GH3039GH3044、GH1015和GH1140等
2、沉淀強化高溫合金: 合金通過固溶處理和時效處理,使沉淀強化相或γ"等均勻彌散的析出,阻礙位錯運動,大幅度提高高溫合金的強度。這類合金主要用作渦輪葉片和導(dǎo)向葉片材料,如GH4080A、GH4093、GH405,GH4220、K423A、K403,K405、K418、K402和DZ404、DZ42等。
三、按合金的成型工藝分類
1、變形高溫合金: 合金通過真空冶煉等工藝澆鑄成鋼錠,然后通過鍛遣、軋制等熱變形,制成餅坯、棒、板、管等型材,最后模鍛成渦輪盤和葉片等毛坯,經(jīng)熱處理后加工成渦輪盤和渦輪葉片等零件。這類合金有GH2135,GH2984、GH2901、GH4710GH4413、GH4738等
2、鑄造高溫合金: 合金通過真空重熔直接澆鑄成渦輪葉片、導(dǎo)向葉片等零件。這類合金有K417、K417G和K640等。鑄造高溫合金又可分為普通精密鑄造合金K)定向凝固高溫合金(DZ),如DZ417G、D2640M等和單晶高溫合金(DD),如DD403,DD406等
3、粉末高溫合金: 將高合化難變形高溫合金,用氣體霧化等方法制成高溫合金粉末,然后用熱等靜壓(HP)或熱擠壓等方法,將粉末制成棒材,最后制成渦輪盤等零件。這類合金有FGH4095、FGH4096和FGH4097等。
應(yīng)當指出,機械合金化方法制備的氧化物彌散強化(ODS)高溫合金也屬粉末冶金高溫合金。這類合金是將元素粉末、中間合金粉末和氧化物彌散相Y2O3等混合均勻,加入到高能球磨機中,合成氧化物相彌散均勻的合金粉末,然后通過HP或熱擠壓制成棒材或再軋成板材,最后加工成渦輪葉片、導(dǎo)向葉片或火焰筒等零件。這類合金有MGH2756、MGH2757和MGH4754等。
四、按合金的使用特性分類
1、抗熱腐蝕高溫合金: 在艦用和近海陸基發(fā)電用等燃氣輪機中工作的渦輪葉片等零件,要經(jīng)受Na2SO4和NaCl介質(zhì)引起的熱腐蝕,這類合金一般Cr含量較高,抗熱腐蝕性能優(yōu)異如中國科學(xué)院金屬研究所本書作者等新研制的抗熱腐蝕高溫合金K44401K435、K452和K446,另外還有以前研制的K438、K640、DZ640M和DD408等
2、低膨脹高溫合金: 這類合金在一個很寬的溫度范圍具有很低的熱膨脹系數(shù),制作航空發(fā)動機燃氣渦輪機匣、封嚴圈及渦輪外環(huán)等零件,可精確控制渦輪直徑與外環(huán)之間的間隙,對提高效率、節(jié)省燃料和改善發(fā)動機性能有重要作用,如GH2903、GH2907和GH2909等。
3、高屈服強度高溫合金:在使用溫度范圍內(nèi),屈服強度較一般高溫合金高。這類合金適用于制作航空發(fā)動機渦輪盤,如GH2761等4.抗松弛合金:這類合金有突出的抗松弛性能,適于制作航空發(fā)動機緊固件,如GH4141、GH6159、GH4738、GH2135和GH2132等。
五、按合金用途分類
1、渦輪葉片用高溫合金: 這類合金具有良好的綜合性能,主要用于制備航空發(fā)動機和各種工業(yè)用燃氣輪機的渦輪葉片,如DZ417G、K417、DZ4125L、DD406、K418BGH4710、GH4093和DZ422B等
2、渦輪導(dǎo)向葉片用高溫合金:這類高溫合金的突出特點是初熔溫度較高,抗冷熱疲勞性能優(yōu)異,抗氧化腐蝕性能良好,適于制作航空發(fā)動機和各種工業(yè)燃氣輪機的導(dǎo)向葉片,如K452、K640S、K403、K417G、K423、K423A、K441和DZ640M等
3、燃燒室用高溫合金:這類合金工藝塑性良好,可以制成板材,然后制成燃燒室中的火焰筒等零部件,如GH3044、GH1140、GH4099、GH1015、GH3030和GH3039等。
