补充资料：沉淀硬化奥氏体耐热钢

沉淀硬化奥氏体耐热钢
precipitation hardening iron- base heat-resisting alloy

起稳定丫一Ni3(Ti，AI)相的作用，以保持沉淀强化效应。在GH132钢中最适宜的钦含量为2.15%，既使钦在1·75%一2.35%范围内变化，钢的高温强度也有较大波动，要控制能形成丫一Ni3(Ti，Al)相的有效钦含量极为重要，防止与氮、氧生成TIN和TIO而使有效钦丢失。 热处理对GH132钢的持久强度和缺口敏感性有很大的影响。固溶处理是使丫相重新溶解，为时效作准备，消除锻轧的加工组织，使奥氏体成分均匀化。固溶温度从980℃升高，奥氏体晶粒长大，析出相溶解更充分，奥氏体成分更均匀，在时效时有更好的沉淀强化效果。固溶处理一般采用980一100。一C，保温2h后油冷。固溶处理温度过高将引起奥氏体晶粒粗大，塑性降低，缺口敏感性增大。固溶处理后在704~760℃温度范围时效处理可达到沉淀强化最大效果。时效析出相丫-Ni3(Ti，AI)呈球状，与奥氏体形成共格。这是一种富钦贫铝的丫相，钦主要是形成第二相的强化元素，而铝只起稳定丫一Ni3(T，，AI)的作用，使钢的高温强度能保持较长时间而不致软化。时效的热处理制度为700一72OC时效16h后空冷。 GH132钢的缺口敏感性是在奥氏体晶界析出的胞状沉淀所造成的。胞状沉淀相一种是M23C6，另一种是伞Ni3Ti。为防止在晶界产生胞状沉淀，一方面要降低钢中的硅，同时加入钒和硼。 15/35型铬镍奥氏体耐热钢比15/25型钢有更高的高温强度。由于含35%镍，可溶解更多的钨、钥、钦、妮等强化元素，并使奥氏体基体稳定，不产生致脆的金属间化合物。相和X相等。这种耐热钢经过固溶和时效处理后，强化相冰Ni3(Ti，Al)随钢中钦、铝含量增高而增加，钢的高温强度也增加，其强化效果与丫相的数量呈正比。 中国GH135是一种Fe一15Cr一35N;型奥氏体耐热钢，含第二相强化元素2.3%钦、2.4写铝，含固溶强化元素2%钨、2%铝，晶界强化元素<。.015%硼、<0.03%余市，T，+AI一4.7%，AI/Ti约为l，可用于700一750℃燃气涡轮部件。 复杂合金化的耐热钢用钨、铝和铬综合强化，促使在高温下钢中形成。相、IJaves相和胖相，因而使钢的组织不稳定，甚至产生脆化倾向，这是由于细小的。相和拜相在晶界析出所造成。因此，通过钢基体的电子空位数的控制来调整钢的成分或细化晶粒，以减少脆化相的析出数量和晶界密集程度。 沉淀硬化奥氏体耐热钢与镍基高温合金相比，由于有较差的组织稳定性，不可能使强化相丫相的数量韶过20%，且丫相稳定的最高温度的限制，以及析出微量脆性相的倾向，因而限制了它的高温强化效果和进一步提高使用温度。只能在750C和750℃以下作为高强度耐热钢使用。 (吴承建)ehend旧n yinghua oosh*t一nolregang沉淀硬化奥氏体耐热钢(preeipitation hard-ening iron一base high temperature alloy)在奥氏体基体上通过第二相沉淀强化的耐热钢，用于制造600一750C的燃气轮机部件。沉淀硬化奥氏体耐热钢是在18/8和18/12铬一镍不锈钢的基础上发展起来的。为保证有足够的抗氧化性，铬含量均在12%以上，加入足够量的镍以稳定奥氏体组织。根据镍含量不同，有低镍、25%、35%、45%不同类型，第二相沉淀强化元素有钦、铝、妮、钒等，固溶强化元素有钨、铝等，还有硼、错、饰、镁等微量元素强化晶界。根据强化相的类型，又可分为碳化物沉淀硬化奥氏体耐热钢和金属间化合物沉淀硬化耐热钢两大类。 碳化物沉淀硬化奥氏体耐热钢以碳化物形成元素钒、妮和钥形成的MC和M23C6型碳化物作为强化相，使用温度65oC。为保证足够高的高温强度，必须有足够高的碳化物体积分数，故这类钢的碳含量应保持在0.4%左右。代表性的中国牌号为GH36，它是一种节镍型的Fe一13Cr一 SNi一SMn钢，并含有强化元素锢、钒和妮。其中钥主要是起固溶强化作用，钥含量约为1.4%。钒和妮含量分别约为1.4%和0.4%，主要起沉淀强化作用。GH36钢中最主要的碳化物是VC，其中溶有部分妮和钥，随钢中钒含量增加，钢的高温强度增加，VC析出量最多时(670一75。℃)与最大硬度相符，其颗粒从几个nm到20nm。第二种碳化物是M:3C。，其成分为(Cr，Fe，V，Mo):3C6复合碳化物，最高形成温度为900℃。钥的溶入促进了M23C。的强化效应。第三种碳化物为NbC溶有部分钒和钥，妮虽有固溶强化作用，但过量易生成一次粗大的NbC或Nb(C，N)夹杂物，不利于钢的强化。VC和M23C。只有在相当高温度下才能溶解，所以固溶温度在1120一1140℃保温somin。时效处理采用二次时效热处理制度，即650~67oC时效14一16h后升温到770~800℃时效14一20h，然后空冷。此时钢中主要强化相为1%左右的弥散分布的VC和3%左右颗粒稍大的M23C6以及。.3%左右的难溶解的NbC或Nb(C，N)。为限制NbC或Nb(C，N)出现，应控制低的氮含量和不太高的碳含量，氮含量增加不仅使钢的强度低，而且持久塑性也显著下降。为改善钢的性能，加入少量铝(约0.3%)以固定氮，减少Nb(C，N)夹杂物，可以更好发挥钒和妮的强化作用。同时加入微量镁(0.003%一0. 005%)可强化晶界，提高钢的持久塑性。 此外，还有铁一铬一镍一钻基的碳化物沉淀硬化型耐热钢如美国的S一590(含有0.4%碳、21%铬、20%镍、2。%钻、4肠钨、4%钥、4%妮)，其沉淀强化相为NbC。另一类型是借温加工来促进碳化物沉淀强化的中国耐热钢G18B(含有。，4%碳、13%铬、13%镍、10%钻、2.5%钨、2%钥、3%妮)，其沉淀强化相亦为NbC。 金属间化合物沉淀硬化奥氏体耐热钢以金属间化合物丫一Ni3(Ti，AI)作为主要沉淀强化相，用于温度在650~750‘C甚至更高的温度运转的燃气轮机部件。由于加入大量铁素体型强化元素如钨、钥、钦、铝和妮等，为保证基体奥氏体组织的稳定性，加入了大量的镍，其基体根据镍含量不同可分为Fe一15Cr一25Ni、Fe-15Cr一35Ni等，加入钦和铝主要是为形成叭Ni3(Ti，Al)金属间化合物，以便经过时效处理产生沉淀强化。图为Cr15Ni25钢加入钦和铝所形成的各种金属间化合物。其中能作为沉淀强化相的是溶有钦和铝的丫-Ni3(Ti，AI)相，长时I旬后y‘一N、。(Ti，AI)相会转变成刀-Ni3Tt相而出现胞状沉淀组织，使沉淀强化效果消失。一般Al/T’i小于1，铝有稳定丫一N13(Ti，AI)的作用。过量的铝又会形成NiZAITi和Ni(AI，T、)相，易聚集长大，不能作为沉淀强化相。这类钢中丫相的体积分数不超过20%，因而限制r进一步提高钢高温强度。进一步合金化还单独或同时加入钨和钥以固溶强化来提高其高温强度和使用温度。钨和铝除有形成LaveS相倾向外，还可能形成。相和拜相，使钢失去组织稳定性，甚至造成脆化效应。通过调整成分或细化晶粒减轻。相在晶界密集程度，是保证钢在高温长期使用安全的重要措施。钥能改善由钦引起的低塑性和缺口敏感性。钢中加入晶界强化元素硼、错、饰、镁等，其中硼含量不宜过高，否则在晶界易形成硼化物低熔点共晶而产生热脆。这些微量元素可改善钢的持久塑性和强度，消除缺口敏感性。硅作为残留元素在钢中存在，当其含量在上限时易生成Ni14Tigsi6的G相，消耗主要强化元素钦及奥氏体形成元素镍，且G相性脆，要严格控制其生成。由于这类钢的组织稳定性较差，丫一Ni3(Ti，AI)易生成个Ni3Ti的不利转变和微量脆性相析出倾向，限制了钢在较高温度下的强化，只能在650一75oC的中温范围使用。 4.。厂一万赢砚赢-一习 3刀卜I/，于卜、孟.1 <~一/J产产‘、了屯I 一20卜，，z尸、、认付、、一} 1 .0卜_1I.’尹产一、，，/_了//} Cr15L一一一‘欠之芝匀二二二二七乙乙 Ni25 10 2.0 3.04，0 Fe Ti/% (:r 15Ni25钡加入铁和铝形成的各种 金属间化合物 这类钢的代表性的中国牌号为GH132钢，为Fe-15Cr一25NI型，其强化元素为1.25%Mo、2%T，、<0.4%Al、。.001%一0.01%B。钦含量必须超过1.4%才能产生丫相的沉淀，但钦量较高而铝量极低的钢析出的丫相不稳定，会逐步转变成介Nl，Ti，故少量的铝

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