粉末高温合金

高温合金通常含有活泼元素，并且由于粉末颗粒的冷态不可压缩性，合金在整个粉末冶金制造过程中都必须始终在真空或惰性气体保护之下，而且必须采用热态成形工艺。为了适应粉末冶金高温合金的发展，一系列先进的粉末冶金技术，如真空或惰性气体雾化法、真空旋转电极法、真空电子束旋转电极法等制粉技术，以及热等静压、热挤压、超塑性等温锻造等成形工艺得到发展。应用新发展的一种快速凝固技术，可使粉末冷却速度达100万度/秒，其初熔温度又比一般粉末进一步提高，因而更有利于提高高温强度。

粉末冶金新技术的发展不但使一些高温合金扩大了用途，如把原来只能用作燃气轮机叶片的IN-100这种高度合金化的铸造高温合金成功地用粉末冶金法制成涡轮盘，从而大大提高了涡轮盘的高温强度和工作温度，而且还发展了一些高温合金新品种，特别是用机械合金化生产的弥散强化、沉淀强化和固溶强化相结合的高温合金，如MA754、MA6000等。由于综合利用了3种强化效应，合金的强度更加提高，适用温度范围更广，进一步扩大了高温合金的使用领域 。

粉末冶金高温合金通常按合金强化方式分为弥散强化型和沉淀强化型两类。

弥散强化型高温合金是用惰性氧化物来强化的，这种氧化物的物理和化学性能高度稳定,在一般沉淀强化相软化、聚集甚至溶解的温度下,仍保持相当高的强化效果。由于这种惰性氧化物必须弥散均匀分布才有强化效果，且它与基体合金比重相差悬殊，无法用常规的熔炼工艺来生产，而只能采用粉末冶金方法。弥散强化高温合金除了用内氧化、化学共沉淀、选择性还原等方法制取外，1970年美国的J.S.本杰明又首次用机械合金化新工艺制成了用氧化钇弥散强化的高温合金。机械合金化是用金属粉或中间合金粉与氧化物弥散相混合，在高能球磨机中球磨，使粉末反复焊合、破碎，从而使每一颗粉末成为“显微合金”颗粒。这种新的工艺方法可以制造成分十分复杂的弥散强化高温合金。

沉淀强化型高温合金，它是为了克服常规熔炼工艺的缺点，提高高温合金的综合性能，并为提高合金利用率而发展起来的。这种粉末冶金高温合金采用预合金化粉末，每个粉末颗粒实际上就是一个“显微钢锭”，合金偏析只能在粉末颗粒的细小范围内发生。因此，与相同成分的铸造合金相比，沉淀强化型高温合金的成分偏析小，初熔温度高，有害相析出的倾向小，提高了合金的综合性能；并且能使本来难于变形的合金成型，减少了切削加工量，提高了合金的利用率。特别是随着高温合金成分日趋复杂、零件尺寸不断增大，这种粉末冶金高温合金显示出更大的优越性 。

高温合金具有良好的抗氧化性、抗腐蚀性能、优异的拉伸、持久、疲劳性能和长期组织稳定性，是为了满足各种高温使用条件下的现代航空航天技术的要求而发展起来的，在先进的航空航天发动机领域显示出强大的生命力。粉末冶金高温合金是采用粉末冶金的方法制备的高温合金，与传统的铸锻高温合金相比，具有组织均匀，无宏观偏析，以及屈服强度高、疲劳性能好等优点，克服常规工艺产生的偏析(不均匀)，所使用的预合金化粉末的每个颗粒就是一个"显微钢锭"，合金偏析只能在粉末颗粒的细小范围内发生，能够提高合金的综合性能，并且能减少切削加工量,提高了合金的利用率。特别是随着高温合金成分日趋复杂、零件尺寸不断增大，粉末冶金高温合金显示出更大的优越性 。

(1)我国研制的两代粉末高温合金-FGH95和FGH96，通过预先研究、应用研究及工程化研究，先后进入考核和应用。第三代800℃以上粉末高温合金将起步研制。

(2)我国粉末盘制备的基本工艺路线为快速凝固预合金粉末 直接热等静压成型或热等静压预制坯 大气下等温锻造 。2100433B

TZC钼合金主要以棒材、盘材用作金属高温热加工的模具，如粉末高温合金的等温锻造模具，有色及黑色金属的压铸模具，无缝钢管的穿孔顶头等 。

几种常用沉淀强化型粉末高温合金的化学成分见表1。这些合金与同牌号的用铸造或变形工艺制备的高温合金相比，含碳量较低，可以避免在粉末颗粒边界析出碳化物膜,影响材料性能。表1中的MERL76合金是在IN 100合金成分的基础上降低碳含量，并加入强碳化物形成元素铌和铪，这就消除了粉末颗粒表面不良问题，提高了合金强度，并且可以采用直接热等静压成形工艺。

粉末冶金高温合金

几种常用的沉淀强化型粉末高温合金的性能见表 2。这些合金的屈服强度和疲劳强度显然高于同牌号的铸造成形和变形高温合金。

粉末冶金高温合金