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高溫合金根據(jù)其強(qiáng)化類型的不同,可分為固溶強(qiáng)化型合金和時效沉淀強(qiáng)化型合金。其中固溶強(qiáng)化型合金具有良好的高溫長期組織穩(wěn)定性及表面穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn),所以廣泛應(yīng)用于高溫,熱應(yīng)力大但機(jī)械應(yīng)力較小的工作條件。同時固溶強(qiáng)化型高溫合金還具有良好的機(jī)械加工性能和焊接性能,便于加工成各種復(fù)雜的零部件。

在過去的幾十年中,該類高溫合金得到很大發(fā)展,多種固溶強(qiáng)化型高溫合金相繼開發(fā)成功。Haynes230合金是美國哈氏公司在20世紀(jì)80年代初研制成功的固溶強(qiáng)化型高溫合金,該合金具有良好高溫強(qiáng)度、優(yōu)良的抗氧化和耐腐蝕性能,以及較好的熱穩(wěn)定性;作為固溶強(qiáng)化型高溫合金,其機(jī)械加工性能和焊接性能與 HastelloyX、 Haynes188合金類似。目前, Haynes230合金主要用于制造航空渦輪發(fā)動機(jī)燃燒室、過渡導(dǎo)管、火焰筒、熱交換器等零部件,同時也廣泛用于制造地面燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室部件及工業(yè)爐熱電偶保護(hù)套管、熱處理托盤、火焰檔板、爐、噴霧器導(dǎo)管、旋風(fēng)器內(nèi)襯等高溫設(shè)備元件，在化工工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用包括硝酸工業(yè)的催化劑托柵、高溫?zé)峤粨Q器及導(dǎo)管、高溫風(fēng)箱、關(guān)鍵工藝設(shè)備的內(nèi)襯，而且它還是下一代核能熱交換器的候選材料之一。

固溶強(qiáng)化型高溫合金廣泛用于高溫、低應(yīng)力條件下,所以蠕變強(qiáng)度和持久強(qiáng)度是該類合金的重要性能指標(biāo)之一。Haynes230合金的主要工作溫度范圍為650~1095℃。其中高溫段主要針對燃燒室、過渡導(dǎo)管、火焰筒等部件,而低溫段則主要針對密封圈、機(jī)匣等部件。

Haynes230合金具有優(yōu)良的高溫強(qiáng)度性能,在室溫下也具有良好的加工性能,所以特別適用于649℃或更高溫度下的長期使用。在某些工作條件下,它的使用壽命甚至可達(dá)到不銹鋼、其它鎳基高溫合金壽命的100倍。另一方面，Haynes230合金具有的優(yōu)良高溫強(qiáng)度性能,使其在設(shè)計(jì)負(fù)荷承載能力相當(dāng)?shù)牟考r比其它合金部件厚度薄75%。Haynes230合金固溶處理后,當(dāng)晶界富Cr的 M23C6型碳化物呈片狀不連續(xù)形態(tài)析出時,合金試樣在蠕變測試過程中沒有呈現(xiàn)蠕變穩(wěn)態(tài)階段,蠕變速率一直處于加速狀態(tài),直至斷裂,斷裂延伸率僅為7%。而當(dāng)晶界富Cr的 M23C6型碳化物呈鏈狀形態(tài)析出時,合金具有明顯的蠕變穩(wěn)態(tài)階段,斷裂延伸率也高達(dá)33%。

燃?xì)廨啓C(jī)熱端部件和其它高溫長期服役條件下的設(shè)備元件不僅需要在最初服役期間具有優(yōu)良的塑性和沖擊韌度，而且要求合金長期服役后仍然保持一定的塑性和沖擊韌度，長期服役后的塑性對零部件的維修也至關(guān)重要。在高溫空氣氣氛下服役的零部件,部件材料的抗氧化性能對部件的壽命、力學(xué)性能有很大的影響。如燃燒室部件工作溫度在700~1100℃,壽命要求達(dá)到1000h 以上,在該溫度段合金的抗氧化性能對部件服役壽命至關(guān)重要。

燃燒室等類似部件由于燃油在低氧氣氛下燃燒發(fā)生在燃燒室壁沉積,導(dǎo)致合金表面發(fā)生滲碳反應(yīng),而合金滲碳不僅影響其力學(xué)性能,并且降低合金的抗氧化性能,所以要求合金具有一定的抗?jié)B碳反應(yīng)能力。通過表面滲碳實(shí)驗(yàn),即將實(shí)驗(yàn)合金在980℃、Ar-5%H2-5%CO-5%CH氣氛中保溫55h,隨后采用化學(xué)分析方法測試合金單位面積滲碳量。
高溫合金板材在服役條件下經(jīng)常承受循環(huán)機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力,如機(jī)器啟動和停止過程中,合金承受一定的循環(huán)熱應(yīng)力,這將導(dǎo)致合金發(fā)生周期性的變形行為。在某些服役條件下,低周疲勞性能將成為合金服役壽命的瓶頸,因此在合金的開發(fā)和使用過程中,關(guān)注和研究合金的低周疲勞性能具有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和工程意義。