镍基高温合金中基体元素的作用

镍基高温合金中基体元素的作用
    镍基高温合金的基体元素是镍，铁基高温合金的基体元素是铁.钻基高温合金的基体元素是钻。

由于基体元素镍、铁、钻的基.本属性不同,因而这三类高温合金的合金强化特点不同，
   合金的某些特性也不同.主要有以下几点:
   1、镍为面心立方结构.没有同素异构转变，而铁、钻室温下分别为体心立方和密排六方结构，高温下为面心立方奥氏体结构。日前，几乎全部高温合金的基体都是具有面心立方结构的奥氏体，因为奥氏体比体心立方的铁素体有更高的高温强度。是一个含铬约25%的合金.随着含镍址增加，组织从纯铁素体逐步转变为纯奥氏体.其600℃和700℃的蜗变强度逐渐提高，奥氏体的高温强度较高的原因是它的原子扩散能力较小，即自扩散激活能较高。  a-Fe(bcc)和γ-Fe(fcc)的自扩散激活能分别，为249952和284702J/mol，因此，为了得到直到低温仍然稳定的奥氏体结构，铁基和钻基合金中必须加入扩大奥氏体的合金元素，此外锰也有一定的扩大奥氏体的能力。
   2、镍具有较高的化学稳定性，在500℃以下几乎不氧化.常沮下不易受潮气、水及某些盐类水溶液的浸蚀。钻和铁的抗氧化性能都比镍差，但钻的抗热腐蚀能力比镍强(由于钻的硫化物熔点较高及硫在钻中的扩散较慢)。无论镍基、铁基或钻基高温合金均需加入铬以改善其抗氧化耐蚀性，但由于镍、铁、钻基体元素特性的差别，一般镍基合金的抗氧性最佳，而钻基合金却有更好的抗热腐蚀性。
   3、镍、铁、钻的合金化能力不同，镍具有最好的相稳定性.铁最差(表2-1)，这是最重要的特性。镍或镍铬基体可以固溶更多的合金元素而不生成有害的相，而铁或铁铬镍基体却只能固溶较少的合金元未，有强烈的析出各种有害相的倾向。这一特性为改善镍的各种性能提供了潜在的可能性.而铁和钻则受到一定限制。镍、铁、钻的这种特性与其各自的电子结构有关.并且可以从对比它们的二元及多元相图，例如Ni-Cr-Me, Fe-Cr-Ni-Me及Co-Cr-Me相图的差别中得到证实。
   4、镍、铁的某些物理性能略有差别，铁的密度最小，但膨胀系数最大(γ-f - Fe),导热能力较好。钻与镍比较.其导热性较好，膨胀系数较低，所以其热疲劳性能较优。镍、铁与钻的上述甚本特性不问，因而它们的合金强化的特点也不同.合金的基本特性也有差异。镍是一种最佳的基体金属，使得镍基高温合金成为最佳的高温合金系列。在某些使用条件下，
钻基合金可以发挥其优势，例如在耐热腐蚀及耐热疲劳性方面。此外.钻基合金具有比较平坦的应力一断裂时间(温度)曲线，也就是有较长的使用寿命，所以高温低应力下长期使用的静态部件往往用钻基合金。易析出有害相.使铁基合金的发展受到限制。铁基合金的使用温度范围较镍基和钻基低。
         
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