鑄造高溫合金是一種能或只能用于零件成形的高溫合金。其主要特點如下:
1它的成分范圍更廣,合金設(shè)計不需要考慮變形和加工性能,因此可以把重點放在使用性能的優(yōu)化上。例如,對于鎳基高溫合金,通過調(diào)整成分,γ'的含量可以達(dá)到60%或更高,從而使合金在高達(dá)合金熔點85%的溫度下仍能保持優(yōu)異的性能。
2它有著更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。由于鑄造方法的特殊優(yōu)勢,可以根據(jù)零件的需要設(shè)計制造任意復(fù)雜結(jié)構(gòu)和形狀的近終形或無殘余高溫合金鑄件。
根據(jù)鑄造合金的使用溫度,可分為以下三類:
A級:在-253~650℃下使用的等軸鑄造高溫合金。該合金在較寬的溫度范圍內(nèi)具有良好的綜合性能,在低溫下能保持強度和塑性不變。如廣泛應(yīng)用于航空航天發(fā)動機上的K4169合金,650℃時抗拉強度為1000MPa,屈服強度為850MPa,拉伸塑性為15%,650℃下620MPa應(yīng)力下的應(yīng)力斷裂壽命為200小時。已用于制造航空發(fā)動機擴壓器殼體和航空發(fā)動機各種泵的復(fù)雜結(jié)構(gòu)件。
Ⅱ類:650-950℃等軸鑄造高溫合金,具有較高的機械性能和高溫?zé)岣g性能。例如,K419合金在950℃的拉伸強度大于700MPa,拉伸塑性大于6%;K419合金在950℃下200小時的持久強度極限大于230MPa。該合金適用于航空發(fā)動機渦輪葉片、導(dǎo)葉和整體鑄造渦輪。
三種類型:在950~1100℃下使用的定向凝固柱狀和單晶高溫合金,在該溫度范圍內(nèi)具有優(yōu)異的綜合性能和熱腐蝕性能。以DD402單晶合金為例,在1100℃和130mpa下的應(yīng)力持久壽命大于100h。這是我國使用的一種渦輪葉片材料,適用于制造新型高性能發(fā)動機的級渦輪葉片。
隨著精密鑄造技術(shù)的不斷進(jìn)步,新的特種工藝也不斷涌現(xiàn)。復(fù)雜薄壁結(jié)構(gòu)零件的細(xì)晶鑄造技術(shù)、定向凝固技術(shù)和CA技術(shù)極大地提高了鑄造高溫合金的水平,其應(yīng)用范圍不斷擴大。