铸造合金K738（对应国际牌号Mar-M247或类似变种）是一种高性能镍基高温合金，专为极端高温与高应力环境设计。其通过优化成分与工艺，显著提升了高温抗蠕变、抗氧化及长期热稳定性，广泛应用于航空发动机涡轮叶片、燃气轮机热端部件及能源装备关键组件。铸造K738圆棒作为基础型材，兼具高强度、耐疲劳和复杂工况适应性，是先进制造领域的核心材料之一。
K738合金以镍（Ni）为基体，添加铬（Cr）、钴（Co）、钼（Mo）、钨（W）、铝（Al）、钛（Ti）及微量碳（C）、硼（B）等元素。其中，铬（~14%）和钴（~10%）协同提升抗氧化能力与高温强度；钼（~2%）和钨（~3%）通过固溶强化提高抗蠕变性能；铝（~5%）与钛（~1%）形成γ'相（Ni₃Al/Ti），成为主要强化相。此外，微量硼和碳通过晶界强化改善高温持久性能。其微观组织以γ奥氏体基体为主，均匀分布高体积分数的γ'相（占30%-50%），辅以少量碳化物（如MC型），共同保障高温下的结构稳定性。
超高温承载能力
K738合金在900℃至1000℃区间仍能保持优异强度，长期使用温度可达980℃以上。其γ'相在高温下稳定性极佳，且体积分数高，显著抑制高温变形与蠕变断裂，适用于航空发动机单晶/定向凝固涡轮叶片。
抗氧化与抗热腐蚀
高铬含量与铝元素在高温氧化环境中形成连续致密的Cr₂O₃和Al₂O₃复合氧化膜，有效抵御硫化物、盐雾等热腐蚀介质侵蚀，延长部件在腐蚀性燃气中的服役寿命。
抗疲劳与长期稳定性
合金在循环热应力下表现出低裂纹扩展速率，配合定向凝固技术可消除横向晶界，进一步提升抗热疲劳性能。经长期时效后组织退化缓慢，适用于数万小时级长寿命设计要求。
熔炼与铸造
采用真空感应熔炼（VIM）结合电渣重熔（ESR）或单晶定向凝固工艺，确保高纯净度与成分均匀性。铸造圆棒需精确控制凝固速率，避免显微疏松和杂相析出。
热处理强化
典型工艺包括：
固溶处理（1200℃-1250℃）：溶解粗大γ'相并均匀化基体；
时效处理（850℃-950℃）：分阶段析出细小γ'相，优化强化效果。
加工与后处理
铸造圆棒需经表面喷砂或电解抛光去除氧化层，后续可通过电火花加工（EDM）或磨削完成精密成型。焊接需采用电子束焊或激光焊，并配合焊后热处理恢复性能。
航空航天：单晶涡轮叶片、导向器叶片、燃烧室衬套；
能源动力：重型燃气轮机叶片、核反应堆高温紧固件；
工业装备：热处理炉辊、高温模具、玻璃制造用耐热部件；
前沿探索：超音速飞行器热防护结构、火箭发动机喷管。
铸造合金K738圆棒凭借其极限温度下的力学保持能力与组织稳定性，成为超高温环境材料设计的标杆。随着单晶铸造技术、热障涂层（TBC）及增材制造（AM）工艺的发展，K738的应用场景正从传统动力系统向深空探测、超临界发电等尖端领域延伸，持续推动高端装备的效能突破与可靠性升级。
