高温合金是由 Fe、Ni 和 Co 制成的合金，它们是一种在 600°C 以上的高温和恒定应力下长期作用的金属材料。 它具有优异的高温强度、抗氧化性、耐腐蚀性、疲劳性能和断裂韧性等综合性能。 高温合金为单一奥氏体组织，在不同温度下具有优异的稳定性和可靠性。 它基于上述性能特点和高含量的合金，也称为“高温合金”，广泛用于航空、航天、石油、化工和海洋关键材料。
高温合金材料可分为三种方式：基体元素类型、合金强化类型和材料形成模式。
根据基体元素，它们分为 Fe、Ni 和 Co 基团的高温合金。 铁基高温合金的工作温度一般只能达到 750-780°C。 镍基和耐热金属基合金用于高温下使用的耐热部件。 镍基高温合金在整个高温合金领域中占有特别重要的地位。 它广泛用于制造航空喷气发动机和各种工业燃气轮机最热的最终零件。
按矩阵元素类型
Fe-Ni-Cr/Fe-Cr-Mn 高温合金
铁基高温合金，也称为耐热合金钢，在 Fe 的基础上添加了少量的 NiCr 和其他合金元素。 耐热合金钢按其标准化要求可分为马氏体、奥氏体、珠光体和铁素体耐热钢。
镍基高温合金
镍基高温合金含有 50% 以上的镍，固溶和时效处理大大提高了抗蠕变性和抗压强度以及屈服强度。 目前，镍基高温合金的应用范围远远超过铁基和钴基高温合金的应用范围。 许多涡轮发动机和涡轮增压器的涡轮叶片和燃烧室由镍基合金制成。
钴基高温合金
钴基高温合金是约 60% 的钴基合金，Cr、Ni 和其他元素的加入提高了其耐热性。 这种高温合金具有良好的耐热性，但由于钴生成率低，因此难以加工。 通常用于高温条件（600-1°C）和承受极其复杂应力的高温零件，如航空发动机工作叶片、涡轮盘、燃烧室热端零件、航空等。 发动机。 为了获得更好的耐热性，应在一般条件下制备 W、Mo、Ti、Al 和 Co 等元素，以保证良好的耐热性和抗疲劳性。
合金增强类型
根据合金强化的类型，高温合金可分为固溶强化高温合金和时效沉淀强化合金。
固溶增强高温合金
固溶增强高温合金是指将一些合金元素添加到铁、镍或钴基高温合金中，以形成单相奥氏体结构。 溶质原子扭曲了固溶体的基体晶格，增加了固溶体的滑移阻力并加强了固溶体的滑移阻力。 一些溶质原子会降低合金系的分层能，增加位错的分解倾向，使滑移困难。
时效沉淀强化高温合金
所谓时效沉淀强化，是指合金工件经过固溶处理，在高温或室温下发生冷塑性变形，从而保持热处理工艺的性能。 例如，Inconel 718 合金在 1 °C 时的最大屈服强度为 000 650 MPa，可以在 950 °C 下生产合金。
按材料成型方法
按材料的成型方法分为铸造高温合金（包括一般铸造合金、单晶合金、定向合金等）、变形高温合金、粉末冶金高温合金（包括一般粉末冶金和氧化物分散强化高温合金）。
高温合金因其优异的综合性能而被广泛应用于航空航天和能源领域，已成为飞机发动机热端部件不可替代的重要材料，其消耗量占发动机总体积的40%-60%。 以 Inconel 718 合金为例，它是应用最广泛的品牌，主要用于涡轮轴发动机中的螺栓、压缩机、车轮和油旋翼。 此外，它还用于外壳、环、加力燃烧室和喷嘴。 过热器和再热器是煤电参数高的超超临界输出锅炉，采用耐蠕变性和耐腐蚀性好的高温合金管。 燃气厂的涡轮叶片和导向叶片、核电热管用蒸汽发生器等。
