高温合金具有哪些特性？

我知道高温合金具有哪些特性。

1. 高温合金：“两机”关键材料

高温合金，又称超合金，是指以铁、镍、钴为基体元素，能在 600℃以上的高温环 境下抗氧化或耐腐蚀，并能在一定应力作用下长期工作的一类金属材料，具有良好的蠕 变性能、疲劳性能、断裂韧性、组织稳定性、工艺性能等。

基于以上特点，高温合金是航空航天、石油化工、燃气发电、汽车等制造行业的关 键材料，用于“两机”领域热端部件制造，即航空发动机和燃气轮机中的涡轮叶片、涡 轮盘、燃烧室、压气机盘、机匣、环形件、尾喷管及紧固件等需要在高温下工作的部件。 由于高温合金在航空发动机中的用量占比达 50%-60%，所以被誉为“空天基石”、“材料 超星”，其制造技术直接决定一个国家的国防力量和工业水平。

2. 冶炼工艺难度高

高温合金按工艺路线可分为变形高温合金、铸造高温合金和新型高温合金。变形高 温合金下游应用最为广泛，占比达 70%；铸造高温合金按结晶方式可以分为等轴晶、定 向凝固柱晶和单晶合金，其中定向凝固柱晶合金及单晶合金，在强应力下耐久度更好， 不容易断裂，所以被用于制造高转速的先进发动机涡轮叶片，定向凝固及单晶合金的铸 造技术也代表着高温合金冶炼的技术前沿。

变形高温合金是通过热、冷轧制成型。目前国内大多生产企业采用二联工艺，即“真 空感应熔炼+真空自耗重熔”或“真空感应熔炼+电渣重熔”，预计“十四五”期间，我 国正三联工艺产业化程度将提升。20 世纪 90 年代，国外开发“真空感应+真空自耗+电 渣重熔”的正三联变形合金冶炼工艺，美国通用电气（GE）、美国惠普、英国罗罗等外 国航发制造企业已经认证，熔炼工艺是变形高温合金零部件长寿命、高可靠性的基础， 三联冶炼工艺除杂效果更好，用于涡轮发动机的变形高温合金转动部件必须通过三联熔 炼工艺制备。

铸造高温合金通过再熔模铸造等工艺凝固成型，熔炼温度梯度把控直接影响材料结 晶方式和晶界的方向，熔炼过程控制难度极高。晶界指结构相同而取向不同晶粒之间的 界面，在高转速航空发动机中，涡轮叶片在极强的离心力下，容易随横向晶界断裂。定 向柱晶通过控制温度梯度消除材料横向晶界，单晶合金则消除所有晶界，因此被用于制 造先进高转速航发涡轮叶片。此外，铸造合金由于不需要兼顾变形加工性能，所以成分 范围更广，而且铸造工艺更适合制造结构复杂的零件。