铸造高温合金

铸造高温合金(cast superalloy)

以铸造方法直接制备零部件的高温合金材料。根据合金基体成分，可以分为铁基铸造高温合金、镍基铸造高温合金和钻基铸造高温合金3种类型。按结晶方式，又可以分为多晶铸造高温合金、定向凝固铸造高温合金、定向共晶铸造高温合金和单晶铸造高温合金等4种类型。铸造高温合金的大部分属于多晶铸造高温合金。

特点 铸造高温合金具有如下特点：

(1)合金化程度高。γ’ 强化相(见高温合金材料的金属问化合物相)形成元素铝、钛、铌、钽等高达16%，还加入一定量固溶强化元素钨、钼。

(2)铬含量较低，大部分都在10%以下。

(3)晶界强化元素硼含量都在O．01%以上。

(4)碳含量大都超过o．1%，钴基铸造高温合金的碳含量有些高达1%。(5)有些铸造高温合金中加入1%～2%铪，改善中温塑性，并提高抗蠕变强度。

显微组织特征 铸造高温合金显微组织(见高温合金材料显微组织)中，除γ’ 相外，还有γ- γ’ 共晶相，一次碳化物相也比较多，沿着树枝晶间分布，有些合金还有M3B2硼化物析出。铸造高温合金热处理工艺比较简单，有些甚至不需要进行热处理就可以使用。

零件生产 铸造高温合金一般在大型真空感应炉中冶炼母合金，用失蜡精密造型法制造 壳型，然后在小型真空感应炉中重熔浇注成零件。

缺陷及消除 铸造件中不可避免会产生一些显微疏松，可采用热等静压处理使之减轻或消除，增加零件的可靠性。铸造高温合金零件的晶粒度比较大，对疲劳性能不利。通常采用表面晶粒细化法来获得零件表层的细晶。

发展方向 运用定向凝固技术可生产无横向晶界的柱状晶叶片或完全消除晶界的单晶叶片，使高温疲劳寿命和持久强度都有成倍提高，这是当前铸造高温合金的发展方向。

镍基铸造高温合金是指以镍为主要成分的铸造高温合金。随着使用温度和强度的提高，高温合金合金化(见高温合金强化)程度越来越高，热加工成形越来越困难，必须采用铸造工艺进行生产。另外，采用冷却技术的空心叶片的内部复杂型腔，只能采用精密铸造工艺才能生产。这样，镍基变形高温合金就转变为镍基铸造高温合金 。

中文名称

铁基铸造高温合金

英文名称

iron-based cast superalloy

定　　义

以铁或铁镍(镍小于50%)为基体的铸造高温合金。使用温度一般不超过700℃，个别合金可用于800℃以下的导向叶片。

应用学科

材料科学技术（一级学科），金属材料（二级学科），特殊用途金属材料（三级学科），高温合金（四级学科）

铸造件中不可避免会产生一些显微疏松，可采用热等静压处理使之减轻或消除，增加零件的可靠性。铸造型高温合金零件的晶粒度比较大，对疲劳性能不利。通常采用表面晶粒细化法来获得零件表层的细晶。运用定向凝固技术可生产无横向晶界的柱状晶叶片或完全消除晶界的单晶叶片，使高温疲劳寿命和持久强度都有成倍提高，这是当前铸造型 高温合金的发展方向。