1.粉末冶金高温合金的发展过程

2.粉末冶金高温合金的成分和性能

3.粉末冶金高温合金的分类

粉末冶金高温合金的发展过程

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在高温合金中起强化作用的析出相（金属间化合物或碳化物）随温度升高会重新溶入基体。因此，高温合 金的最高工作温度必然受强化相溶解温度的限制。为解决这一问题，从50年代起美国克里门斯(W.S.Cremens)和格雷戈里(E.Gregory)等人开始了氧化物弥散强化高温合金的研究。　

60年代初，美国一家公司用化学共沉淀法研制出以ThO2为弥散相的TD-Ni合金，这种合金抗氧化性差,中温强度低;随后又研制出TD-NiCr、TD-NiW、TD-NiMo和TD-NiCrMo等。同时,其他研究者相继开展了各种氧化物(如Y?O?、Al?O3、MgO、ZrO?及HfO?等)的弥散强化合金的研究。70年代初，美国本杰明(J.S.Benjamin)等人用高能机械合金化工艺研制成既有金属间化合物沉淀强化又有氧化物弥散强化的新型 ODS合金。12年用定向再结晶工艺──ZAP(zone aligned polycrystals)对某些ODS合金进行处理,得到晶粒长宽比较大的纤维状晶粒组织，进一步改善了ODS合金的性能。　

在70年代，ODS合金迅速发展起来,到目前已有十余种牌号,其中性能较好的有镍基、铁基ODS高温合金。

粉末冶金高温合金

ODS高温合金具有良好的抗氧化抗热腐蚀性能,优异的高温持久强度和疲劳性能。沉淀强化型高温合金 加氧化物弥散强化后,工作温度显著提高,已有可能用于制作1100℃的涡轮叶片。典型的ODS合金同定向结晶MAR-M200（添加铪）铸造合金1000小时持久强度对比见图2。

粉末冶金高温合金

ODS合金在高温下具有较高的持久强度,是由于氧化物质点颗粒细小，弥散分布均匀，高温稳定性好。氧化物质点尺寸一般小于500┱，极少数达1000┱,见图3。

粉末冶金高温合金

ODS 合金可用于制造喷气发动机、工业燃气轮机的高温部件，如火焰筒、导向叶片及涡轮叶片等。图4是用MA754和MA95金制成的在1200℃下工作的涡轮叶片。

粉末冶金高温合金的成分和性能

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MERL7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

粉末冶金高温合金的分类

按合金类型常用的有以下两种：① 固溶强化型弥散强化合金的生产，一般用化学共沉淀法，即首先将金属氧化物制成水溶胶并同基体各组元金属盐的混合水溶液和沉淀剂三者置于特定的容器中，使之生成以氧化物质点为核心的复合沉淀物，经过各种热处理制成材料。

② 沉淀强化型弥散强化合金的生产，用机械合金化工艺，即将金属粉末、中间合金粉和氧化物粉置于搅拌式球磨机中，在真空或保护气氛下通过钢球的碾压作用，原料粉被破碎、混合和冷焊合，达到合金化，其合金化过程见图5。用此法生产的合金有 MA754、MA956、MA6000、ODS-WAZ-D等。其工艺流程如图6所示。 机械合金化 ODS合金的出现为工作温度更高、性能更好的高温合金的发展开辟了新的前景。