K403鎳基高溫合金應用

K403鎳基高溫合金概述

K403合金是一種鑄造鎳基高溫合金。該合金具有較高的高溫強度，廣泛用于鑄造渦噴、渦漿、渦軸和渦扇等系列發動機的導向葉片和工作葉片。γ'相是鎳基合金的主要強化相，影響合金的高溫性能。K403 合金中有較高含量的p'相形成元素 Al，Ti等，因而合金組織中"'相的體積分數較高。熱處理對合金第二相粒子γ'相的形成，形態和穩定性有著重要的影響。探索合適的熱處理制度的控制和穩定合金的微觀組織，對提高合金的高溫性能，有著積極的意義。對 K403 合金已有的研究主要集中于改善合金中溫750℃的脆性，提高其中溫持久壽。對不同熱處理制度下合金組織，尤其是γ'相的變化情況研究較少。

 K403高溫合金化學成分 

K403鎳基高溫合金熱處理

1）合金經過1140、1180 ℃不*固溶處理后，組織為大小2種尺寸的γ'相;經過1210℃*固溶處理后空冷，均勻析出0.2 μm 的p相。隨著固溶溫度的升高，一次γ相逐漸減少，枝晶組織變得不明顯。

2）2）經過1190℃，4h固溶處理后的合金，在 900，940 ℃時效16h后，p'相粒子尺寸變化不大，但排布更加均勻;在980 ℃時效16h后，p'相粒子尺寸變大到0.3～0.6 μm，形態由方形變為不規則，近圓形。時效后，合金的抗拉性能和硬度都得到提高。

3）合金在940℃時效后，獲得了相對最大的抗拉強度和室溫硬度。推薦K403合金較佳的熱處理工藝為1190 ℃,4h,AC+940 ℃,16 h,AC。

 K403 鎳基合金熱暴露下的組織

鎳基高溫合金中含有較多的 Al、Ti、Cr、W、Mo 等元素，在長期熱暴露過程中容易不同程度地析出TCP相。熱暴露過程中 TCP相析出，是考查合金組織穩定的重要方面。K403合金在850和 900℃熱暴露條件下，在 MC 碳化物周圍和枝晶間有針狀的 a相析出，其中在850 ℃下析出較多，這與a相的析出溫度范圍為 750~975 ℃，而峰值析出溫度范圍為815~870 ℃相對應。 a相屬拓撲密排 TCP相，主要分布在枝晶間、碳化物周圍和晶界附近。其原因為該區域富集了促進σ相析出的元素，同時熱暴露又為原子擴散和 σ相形核提供了能量條件。而在950 ℃熱暴露 50~200h合金無 TCP相（σ相）析出，這可能是由于y'相發生溶解導致基體中 Cr、Mo 等σ相形成元素的濃度降低的緣故。