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化上。例如,對于鎳基高溫合金,通過調整成分,γ'的含量可以達到60%或更高,從而使合金在高達合金熔點85%的溫度下仍能保持優異的性能。
2它有著更廣泛的應用領域。由于鑄造方法的特殊優勢,可以根據零件的需要設計制造任意復雜結構和形狀的近終形或無殘余高溫合金鑄件。
根據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。如廣泛應用于航空航天發動機上的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應力下的應力斷裂壽命為200小時。已用于制造航空發動機擴壓器殼體和航空發動機各種泵的復雜結構件。
Ⅱ類:650-950℃等軸鑄造高溫合金,具有較高的機械性能和高溫熱腐蝕性能。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動機渦輪葉片、導葉和整體鑄造渦輪。
三種類型:在950~1100℃下使用的定向凝固柱狀和單晶高溫合金,在該溫度范圍內具有優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動機的級渦輪葉片。
隨著精密鑄造技術的不斷進步,新的特種工藝也不斷涌現。復雜薄壁結構零件的細晶鑄造技術、定向凝固技術和CA技術極大地提高了鑄造高溫合金的水平,其應用范圍不斷擴大。