概述

K403是一種被廣泛應(yīng)用的鎳基鑄造高溫合金，它通過(guò)多種金屬元素的綜合強(qiáng)化，具備優(yōu)異的高溫強(qiáng)度。在1000℃、100小時(shí)的持久強(qiáng)度可達(dá)150MPa，1000小時(shí)的持久強(qiáng)度可達(dá)94MPa。相較于其他性能相近的合金，K403的含鈷量較低（5%），因此其價(jià)格較為經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，但其中溫塑性較低。當(dāng)合金中的鉻、鋁、鈦和鉬含量接近上限時(shí)，在850℃長(zhǎng)時(shí)間時(shí)效中可能出現(xiàn)σ相的析出。盡管其耐熱腐蝕性能有所不足，但在高溫長(zhǎng)時(shí)間使用時(shí)，可采用保護(hù)涂層進(jìn)行保護(hù)。該合金具有良好的鑄造性能，能夠鑄造出形狀復(fù)雜的精鑄件，特別適用于制造1000℃以下工作的燃?xì)鉁u輪導(dǎo)向葉片以及900℃以下工作的渦輪轉(zhuǎn)子葉片等零件。

1.1 材料牌號(hào)?K403（K3）

1.2 相近牌號(hào)?KC6K（俄羅斯）

1.3 材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?HB 5155-1996《K403合金錠》

1.4 化學(xué)成分

1.5 熱處理制度?1210℃，4小時(shí)，空冷；合金也可鑄態(tài)使用。

1.6 品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)?直徑70～90mm的母合金錠，以鑄態(tài)供應(yīng)。

1.7 熔煉與鑄造工藝?采用真空感應(yīng)爐熔煉母合金，然后進(jìn)行真空感應(yīng)爐重熔，最終使用熔模精密鑄造法制造零件和試樣。

1.8 應(yīng)用概況與特殊要求?K403合金廣泛應(yīng)用于導(dǎo)向葉片、渦輪轉(zhuǎn)子葉片等多種發(fā)動(dòng)機(jī)上，并投入航線使用。此外，該合金還被用于其他高溫工作環(huán)境下的零部件。

2 物理及化學(xué)性能

2.1 熱性能

2.1.1 熔化溫度范圍?1260～1338℃

2.2 密度?p=8.10 g/cm3

4 組織結(jié)構(gòu)

4.1 相變溫度

4.2 時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線

4.3 合金組織結(jié)構(gòu)?在鑄態(tài)下，K403合金的主要組成相包括：Y固溶體、Y相、Y-Y'共晶、MC碳化物。其中，Y相是合金的主要強(qiáng)化相，占合金重量的58%～59%。Y-Y'共晶相約占全體積的2%。標(biāo)準(zhǔn)熱處理后，Y相的含量減少至約57%，Y-Y'共晶相的含量減少至約1%。此外，還會(huì)析出M?C碳化物，其含量約占合金重量的0.9%。在850℃長(zhǎng)時(shí)間時(shí)效過(guò)程中，MC碳化物會(huì)分解，同時(shí)Y'相會(huì)聚集和長(zhǎng)大，導(dǎo)致γ-Y'共晶的減少。如果合金成分（特別是鉻、鋁、鈦、鉬）偏向上限，并且采用高的鑄型溫度澆注時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間時(shí)效中可能會(huì)析出σ相。

5 工藝性能與要求

5.1 成形性能?K403合金具有良好的鑄造性能，可以通過(guò)熔模精鑄法鑄造出形狀復(fù)雜的零件，其鑄造收縮率約為2%。

5.2 焊接性能?可以使用真空釬焊或脈沖氬弧焊工藝進(jìn)行焊接。

5.3 零件熱處理工藝?對(duì)于表面未經(jīng)加工的精鑄件，應(yīng)采用氬氣保護(hù)熱處理或真空熱處理工藝。

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