C Cr Ti Al Fe Mn Si

GH3030 0。12   22。0 0。35 0。15 1。5 0。7 0。8

GH90 0。13   21。0 3。0 1。0 1。5 0。4 0。7

K4648   0。1   35。0 1。30 1。30 0。5 — 0。30

U720Li 0。025 16。35 4。99 2。46 0。06 — —

表1-1 几种镍基高温合金主要成分表 ( wt % ) 

 镍基高温合金含有表1-1所示大量元素，还含有钼、钴、钒、铝、钛、铌、钽、硼、锆、镁和碳等多种微量元素，这些元素对合金的性能的提升各自发挥不同的作用，主要强化方式有固溶强化，第二相强化，晶界强化等等。下面简单介绍主要合金元素对镍基高温合金材料的影响。论文网

（1）Cr。铬（Cr）在镍基高温合金材料中主要起到提高材料的耐氧化和耐侵蚀效果。材料中的铬含量达到一定的数量时，在高温天条件下，会在材料表面形成氧化物Cr2O3。Cr2O3组织致密，具有较优良的附着能力，所以当其连续的附着在镍基合金表面会大大的提高合金的耐氧化和耐腐蚀能力。铬还是镍基合金中最基本的元素。

（2）Al和Ti。铝（Al）和钛（Ti）在奥氏体基中的溶解度不大，多与镍元素形成Ni3Al和Ni3Ti两类化合物，Ni3（Al、Ti）是形成γ’相最重要的化合物。此外，Al和Ti元素对MC型碳化物的形成具有促进作用，对提高材料的热强性、热稳定性、热电势以及再结晶温度效果显著。

（3）Co和Fe。钴（Co）和铁（Fe）在镍基高温合金中主要起到固溶强化的效果，在一定温度下均可以也基体镍元素形成互相无限固溶的α相。它们能显著降低Ti和Al在奥氏体基体中的溶解度，故而可以大量的提高强化相的含量[9]；Co有强化γ’ 相的效果，对于升高γ’相的固溶温度效果明显；Co元素能显著减少含碳化合物在高温合金中的析出，从而提高Cr元素在晶界分布的均匀性。另外，钴元素还具有提高材料热加工性能、塑性和冲击韧性的作用。

（4）W和Mo。钨（W）和钼（Mo）是合金固溶体中的大量元素，具有减缓Al、Ti和Cr的高温扩散速度的作用，同时提高扩散能量，加强固溶体中的原子间结合力，增强硬化能力以消解材料的软化。

（5）Nb和Ta。铌（Nb）和钽（Ta）主要进入γ’相中，阻碍碳化物的分解，有增强γ’ 相稳定性的功能。此外，还会提升奥氏体基内的Cr稳定性，对于材料的耐蚀性及其焊接工艺性能提高明显。

（6）C。碳（C）镍基高温合金中加入一定量的C，其会与合金中的Zr元素一同作用于合金组织的形成，即促使生成稳定的晶界碳化物，阻碍高温服役条件下晶界的滑移，提高合金的高温耐久性能。其主要功能即是通过形成各种碳化物以强化晶界。