INLC合金概述
INLC合金是典型的γ相沉淀强化型镍基高温合金,合金中的相种类和合金元素较多,拥有十分优异的高温持久性能以及良好的抗腐蚀、抗疲劳性能等特点,被广泛应用于℃工作温度以下的船舰、工业燃气轮机和航空发动机等热端部件。尤其是在高温和复杂应力工况,因此其价格通常十分昂贵。
INLC化学成分
Inconel镍基高温合金简介
IN合金(全称Inconel)是美国LicenseesofInternationalNickel公司研制出来的,它是一种含Mo、W、Ta、Nb等难溶元素的沉淀强化型镍基高温合金。该合金受Mo、W、Cr溶入基体的固溶强化以及金属间化合物Ni?(Al,Ti)的沉淀强化和金属碳化物(Ti,Ta,Nb)C的晶界强化共同作用,表现出较高的耐氧化、耐腐蚀和抗蠕变性能等,因而被长期应用于石油化工、航空航天的涡轮耐热耐腐蚀性零
部件的制造。根据含碳量的不同,IN还有两种改进型合金,一种为低碳类INLC合金,另一种为超低碳类INFC合金。
一般而言,INCONEL合金系列具有以下特点:
高温强度:INCONEL合金在高温环境下保持较高的强度,具有优异的抗氧化和抗蠕变性能。
耐腐蚀性:INCONEL合金对于腐蚀和氧化具有良好的抵抗能力,包括对酸性、碱性和盐腐蚀的抗性。
热膨胀性:INCONEL合金具有较低的热膨胀系数,可以在高温环境下保持相对稳定的尺寸。
时效处理
高温合金时效处理,有时也称沉淀处理,其目的是在合金基体中析出一定数量和大小的强化相,如γ相、γ"相等,以达到合金最大的强化效果[57]。通常,随着合金中合金元素含量的增多,合金的时效温度也随之增加,尤其是随着钨、铝、妮、钼、和钛的含量增加而升高,其温度最低为℃,最高为℃l58]。有些合金时效温度应有所改变,目的是抑制σ、μ等一些有害相的析出。一般来说,时效温度就是合金的主要使用温度。为了调整有些高温合金强化相的大小,有些高温合金分为二级时效,以获得较为合适的强度和塑性。绝大部分高温合金的强化相为γ相,y相的大小和数量对强化程度会产生很大影响[59],因此时效处理对合金强度起至关重要的作用。
INLC固溶处理
(1)经过不同温度和保温时间的固溶处理后,随着温度的升高和保温时间的增
加,XOY面的晶粒尺寸随之增加,但是在℃往后尺寸变化不大,XOZ面晶粒由粗长的柱状晶向的等轴晶转变,综合对比晶粒尺寸和等轴化程度来看℃的固溶温度效果最好。
(2)经过不同的固溶处理+中间处理+时效处理后发现不同晶粒之间析出了不同形貌的γ相。经证实,γ相产生这种形貌上的差异是出现在中间处理之后,并且经过中间处理后晶界上析出较大不规则的γ相和M??C?型碳化物。
(3)对比高温拉伸力学性能进行分析发现,SLM成形INLC合金经过热等静压+固溶处理(℃×2h,炉冷)+中间热处理(℃×2h,炉冷)+时效处理(℃×24h,空冷)的复合处理后,材料的综合高温力学性能最好。℃时σb分别为横向MPa、纵向MPa,c?分别为横向MPa、纵向MPa,δ分别为横向7%、纵向11.1%,u分别为横向5.5%、纵向13%;℃时除纵向断面收缩率略有上升外其余各项指标下降比较明显,其中σb分别为横向MPa、纵向MPa,cs分别为横向84MPa、纵向MPa,δ分别为横向5.5%、纵向9.91%,ψ分别为横向5%、纵向15%。