金蠕变强度及承温能力逐步提高——这就是Nimonic系列形合金。
• 美国和前苏联合金的发展与英国相似。美国于40年代中期，苏联于40年代后期开 始研制高温合金。
• 我国自1956年第一炉高温合金GH3030试炼成功，迄今为止，我国镍基高温合金的 研究、生产和应用已历经五十多年。从无到有，从仿制倒自主创新，并建立和完 善了高温合金体系。
1320℃。 一般用于制作航空、航天发动机燃烧室、机匣等部件
时效强化型
加入Al、Ti、Nb等，时效析出γ΄（Nb3Al/Ti）、 γ΄ ΄ （Nb3Nb）相或碳化物的时效沉淀强化 使用温度为-253～950℃ 一般用于制作航空、航天发动机的涡轮盘与叶片等结
构件。
Nickel
Ni基高温合金的牌号 我国高温合金牌号表示法
Nickel
及其特性
Nickel
Ni基高温合金发展简史
Ni base superalloys
镍为基体(含量一般大于50%) 在650～1000℃范围内具有 较高的强度和良好的抗氧化、抗燃气腐蚀能力的高温合金。
开发和使用始于20世纪30年代末期是在喷气式飞机的出现对高温合金的性能
提出更高要求的背景下发展起来的。
处理温度不同。一般低于固溶温度而高于时效温度
Nickel
Ni基高温合金热处理
Ni基高温合金
时效处理
目的：在合金基体中析出一定数量和大小的强化相， 如 γ΄（Nb3Al/Ti）、 γ΄ ΄（Nb3Nb）相等， 已达到合金最大的强化效果。
Nimonic90/100…
Rene系列 司）
General Electric Compony（通用电气公Rene88ຫໍສະໝຸດ 95…Hastelloy系列
Cabot Corporation（哈氏合金国际公司）
4…
·
(Hastelloy)B-2 (Hastelloy)C-
Nicke·l
SUCCESS
THANK YOU
Nickel
Ni基高温合金发展简史
30年代末
变形高温合金
50年代中后期
铸造高温合金
60年代中期
定向凝固高温合金
70年代中期
单晶高温合金
生产工艺的革新
Nickel
Ni基高温合金特性
• 镍基合金中可以 溶解较多合金元 素，具有很大的 合金能力，为改 善镍的各种性能 提供潜在的可能 性。
• 镍为面心立方， 从室温到高温不 发生同素异型转 变且能保持较好
Ni基高温合金热处理
Ni基高温合金
中间处理
目的：1.使高温合金晶界析出一定量的各种碳化物相 和硼化物相
2.使晶界以及晶内析出较大颗粒的γ΄ 相。
度 性。
晶界析出的颗粒碳化物，提高晶界强度，晶内大的γ΄ 相析出，是晶界、晶内强
得到协调匹配，提高合金持久和蠕变寿命及持久伸长率，改善合金长期组织稳定
• 大多数高温合金都要进行中间处理，合金化程度高的时效强化合金尤为如此。 • 高温合金中碳化物主要有MC、M23C6、M6C和M7C3，它们的析出温度范围不同，因而中间
镍基合金的发展包括两个方面：合金成分的改进和生产工艺的革新。
Nickel
Ni基高温合金发展简史
• 英国于1941年首先生产出镍基合金Nimonic75(Ni-20Cr-0.4Ti)，后来加入铝、钴、 钼等合 金元素发展出Nimonic80A、Nimonic90、Nimonic95, Nimonic100。合
Nickel
[2]镍基高温合金 Nickel 分类 及牌号
Nickel
Ni基高温合金的分类
按强化方式
固溶强化型 时效强化型
按材料成型方式
变形合金 铸造合金 粉末冶金合金
按主要用途
板材合金 棒材合金 盘材合金
Nickel
Ni基高温合金的分类
固溶强化型
将一些合金元素（W、Mo、Co、Cr和V等）加入， 使之 形成合金化的单相奥氏体而得到强化。 使用温度范围为900～1300℃，最高抗氧化温度达
3或4
镍 基
如：GH4169
3：固溶强化 4：时效强 化
Nickel
Ni基高温合金的牌号 国外主要镍基高温合金牌号
Inconel系列
Inco Alloys International，Inc（国际因 科合金公司）
Inconel718/738…
Nimonic系列
Mond Nickel Company（蒙特镍公司）
2019/6/10
Nickel
[3]镍基高温合金
Nickel
热处理
Nickel
Ni基高温合金热处理
高温合金性能 取决于
化学组成
组织结构
当合金成分一定时，热处理工艺对合金组织影响更为敏感。
• 不同的热处理即不同加热温度、保温时间和冷却速度以及各种
特殊热处理，可使合金的晶粒度、强化相的沉淀或溶解、析出相的 数量和颗粒尺寸，甚至晶粒状态等不同
• 通常，高温合金固溶温度为1000~1200℃。
• 对于固溶强化型：固溶温度较低，保温时间几分到十几分钟，以获得细晶粒。 对于时效强化型：若要求高屈服强度和机械疲劳性能，也要求晶粒细小，固溶温度
也 较低，但保温时间长；若要求高的持久和蠕变性能，
晶粒尺寸较大 为宜，固溶温度应较高。
• 固溶处理后冷却速度：对以后时效析出相金的更颗为粒明大显小。有大影部响分，采尤用其空对冷低冷合N却i金c，k化少e高l数温采合
Heat
1
2
3
Treatment
固溶处理
中间热处理
也称低温固溶或高温时效
时效处理
Nickel
Ni基高温合金热处理
Ni基高温合金
目的：1.将强化相和碳化物尽量溶入集体中，以得到 单相组织，给以后时效沉淀析出均匀细
固溶处理 小的
强化相做准备；
2.获得均匀的合适晶粒尺寸。
选择固溶温度和保温时间应考虑合金成分，及其使用条件。
镍基高温合金
一种复杂的合金, 广泛地用于制造各种高温部件
主讲人：赵宇凡
OUR TEAM：赵宇凡 张纯智 刘智勇 石祥虎 钱远宏 张昊 杨杰穷 李远兵
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目录
CONTENTS
A. 镍基合金发展与特性 B. 镍基合金分类 C. 常用热处理 D. 应用领域
Nickel
[1]发展简史
的组织稳定性
• 可形成共格有序的金 属间化合物 [Ni3(Al， Ti)]、Ni3Nb相作为强 化相，使合金得到有 效的强化，获得比铁 基高温合金和钴基高
温合金更高的高温强 度
• 镍具有高的化学 稳定性，在500度 以下几乎不发生 氧化，含铬的镍 基合金具有很好
的抗氧化和抗 燃气腐蚀能力
镍基合金是高温合金中应用最广、高温强度最高的一类合金。