什么是高溫合金？高溫合金是指由鉻、鉬、鈷、鎳、鈦、鎢、硼、鈰、鋯等元素組成，具有優(yōu)異的高溫抗氧化性、優(yōu)異的耐熱性、耐腐蝕性和抗疲勞性，良好的拉伸性和斷裂韌性等綜合性能，又被稱為“超合金”，能在極端環(huán)境下長期工作的一類金屬材料、因此廣泛應(yīng)用于航空航天、海洋船舶、石油化工、核工業(yè)領(lǐng)域和能源領(lǐng)域。

言歸正傳下面我們來說說───???Nimonic?105

Nimonic 105 是一種鎳鉻鈷基沉淀硬化高溫合金。通過添加鋁、鈦和鉬，采用沉淀硬化、加工硬化和固溶硬化等多種方法來強(qiáng)化合金。Nimonic105合金主要由晶內(nèi)析出的γ’相強(qiáng)化，晶界通過析出Mz3Co碳化物強(qiáng)化，具有較高的室溫和高溫強(qiáng)度和良好的耐腐蝕和抗氧化性能，使用溫度為750~950℃，主要用于航空發(fā)動機(jī)渦輪葉片、渦輪盤、環(huán)形件、螺栓及緊固件等，也是先進(jìn)超超臨界汽輪機(jī)葉片候選材料之一。

Nimonic 105合金的國內(nèi)對應(yīng)牌號為GH4105。

化學(xué)成分

碳C0.12-0.17硅Si≤0.25錳Mn≤0.4磷P≤0.015硫 S ≤0.01鉻Cr14-15.7鎳Ni 余量鈷Co14-15.7銅Cu≤0.2鐵Fe≤1硼B(yǎng)0.003-0.01鈦Ti 1.18-1.5鋁Al 4.5-5.5鈰Ce≤0.01?

機(jī)械性能;

物理特性;

主要特征：

高蠕變斷裂和抗氧化性：?Nimonic 合金 105 在特定溫度下具有高蠕變斷裂性能，特別是在 1740°F (950°C) 左右。組合物中的鋁含量提高了部件的強(qiáng)度和抗氧化性。

耐高溫性：制造過程從 1050-1200°C 溫度范圍內(nèi)的熱加工開始。它進(jìn)一步經(jīng)過退火、機(jī)加工、焊接和高溫釬焊。它在高溫、高機(jī)械應(yīng)力和需要高表面穩(wěn)定性的地方發(fā)揮超高效率。

合金的相組成;

Nimonic 105合金的組成相主要包括y相基體、與基體共格關(guān)系的γ相以及少量MC和M23C6碳化物。

（1）γ基體

Nimonic 105合金的基體相為γ相，它具有面心立方的晶體結(jié)構(gòu)（Face-centered cubic，F(xiàn)CC），主要組成元素是Ni元素。y相具有較高的固溶度，可以溶解較多的Cr、Mo、Co和Fe等元素，起到固溶強(qiáng)化作用，從而強(qiáng)化基體。γ相對Al和Ta元素的固溶度相對較低。

（2）γ’相

Y【Nis（Al，Ti）】相是合金的主要強(qiáng)化相，具有L12長程有序的面心立方結(jié)構(gòu)，每個晶胞中包含1個Al原子和3個Ni原子，Al原子位于晶胞頂點位置，而Ni原子占據(jù)面心位置。γ相中Ni原子可以被Co原子取代，Al原子可以被Ti和Mo原子取代，而Cr原子可以取代Ni或Al原子。由于γ相與γ相的晶體結(jié)構(gòu)相同，點陣常數(shù)相差很小，因此在低于γ相的溶解溫度以下進(jìn)行熱處理或服役過程中，y’相在γ基體中大量析出，其形貌通常為球形，并與基體保持共格關(guān)系。基體中析出的Y相阻礙位錯運動，從而提高合金的強(qiáng)度。y'相的形貌、含量、尺寸和分布等對合金的力學(xué)性能有較大影響。

（3）碳化物

合金中主要的碳化物為MC和M23CσMC碳化物具有面心立方結(jié)構(gòu)，其特點是高熔點、高硬度。在冶煉和凝固過程中，合金中的C元素容易和Ti、Mo?和?Zr元素結(jié)合形成一次?MC碳化物，其熔點可達(dá)1300℃，在后續(xù)熱處理過程中不能完全溶解而保留在基體中。一次MC碳化物通常比較穩(wěn)定，然而在高溫長時時效或服役時可能會發(fā)生緩慢的分解，轉(zhuǎn)變?yōu)镸zsCa或MsC等碳化物。在時效過程中還可能析出少量細(xì)小的二次?MC碳化物。在Nimonic 105合金中，MC碳化物主要是TiC，呈球形或塊狀分布在晶界和晶內(nèi)，阻礙位錯運動，釘扎晶界，起到一定的強(qiáng)化作用。

M23C6碳化物也是面心立方結(jié)構(gòu)，其中M元素主要為Cr元素，即Crac6?碳化物，部分Cr元素可以被Mo、Co和Ni元素取代。M23C6碳化物的形貌通常為球形或塊狀，分布在晶界和晶內(nèi)，但主要在晶界上析出，呈不連續(xù)分布，可以阻礙位錯運動和晶界滑動，提高合金的持久強(qiáng)度。在長期服役或時效后，MzsC6碳化物會長大粗化，當(dāng)MzsC6碳化物在晶界上形成連續(xù)的碳化物鏈時，有利于裂紋在晶界形核和擴(kuò)展，降低合金的沖擊韌性和持久壽命。

總之，上海雄鋼合金致力于高性能高溫合金材料的研發(fā)與創(chuàng)新，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用要求的不斷提高和人類對能源、工業(yè)的需求不斷增長，在未來，相信這種材料必將擁有一個更廣泛的應(yīng)用和更廣闊的發(fā)展前景，為各種重要領(lǐng)域提供更加安全、可靠、高效的解決方案。