鈷基合金和鎳基合金的對(duì)比分析

1、.鈷基合金和鎳基合金的對(duì)比一、熱穩(wěn)定性鈷基高溫合金被選擇為航空材料的重要原因之一是其具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性。鈷基高溫合金與鎳基高溫合金相比，具有更好的熱穩(wěn)定性。下面為一組典型的鈷基高溫合金與鎳基高溫合金在熱穩(wěn)定性能上的對(duì)比數(shù)據(jù)：牌號(hào)熔點(diǎn)/ 線膨脹系數(shù)（20-900）/-1熱導(dǎo)率/ W/（m）GH605（鈷基合金）1330-141016.310-627.0GH4169（鎳基合金）1260-132018.410-616.3由數(shù)據(jù)可見，鈷基合金具有更高的熔點(diǎn)和熱導(dǎo)率，加熱后熱膨脹量較小。在熱穩(wěn)定性上具有優(yōu)勢(shì)。二、強(qiáng)度在常溫下， GH605（鈷基合金）與GH4169（鎳基合金）力學(xué)性能見下表：牌號(hào)抗拉強(qiáng)度

2、/MPa延伸率GH605（鈷基合金）棒料89030%GH4169（鎳基合金）棒料128012%由此可見，在常溫下GH605強(qiáng)度略低，但延伸率較大。GH4169的高強(qiáng)度帶來了巨大的脆性，在有沖擊的位置需謹(jǐn)慎使用。在高溫下，兩種材料強(qiáng)度如下：牌號(hào)650時(shí)抗拉強(qiáng)度/MPa900時(shí)抗拉強(qiáng)度/MPaGH605（鈷基合金）棒料700255GH4169（鎳基合金）棒料860無(wú)法使用從高溫強(qiáng)度來看650時(shí)，GH4169強(qiáng)度較高，但脆性也大，在有沖擊的場(chǎng)合下使用容易發(fā)生斷裂。當(dāng)溫度上升到900（某些發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度）時(shí)，鎳基高溫合金已無(wú)法使用，而鈷基高溫合金仍然具有一定的強(qiáng)度。三、剛度所謂剛度即為材料抵抗變形的

3、能力。通過一組數(shù)據(jù)來反映鈷基高溫合金與鎳基高溫合金的剛度上的差異。牌號(hào)常溫下彈性模量/GPa650時(shí)彈性模量/GPa980時(shí)彈性模量/GPaGH605（鈷基合金）棒料231181160GH4169（鎳基合金）棒料204146不能使用從表格數(shù)據(jù)可看，鎳基合金在各個(gè)溫度區(qū)間剛度都低于鈷基合金，且溫度高于700，鎳基合金已無(wú)法使用。四、鈷基高溫合金具有良好的抗氧化性鈷基高溫合金擁有非常好的抗高溫氧化能力，下表為GH605棒料（棒料直徑為6.3512.7mm）在高溫下的抗氧化性能指標(biāo)。氧化條件氧化深度/（mm/單邊）溫度/時(shí)間/h8505000.0059505000.01010005000.02510

4、00100000.051可見鈷基高溫合金抵抗高溫氧化的能力卓越，可以在1000左右的環(huán)境中連續(xù)使用。五、鈷基高溫合金具有優(yōu)良的耐腐蝕能力GH605合金與GH3536等幾種合金板材，在燃?xì)馑俣葹?m/s，燃燒空氣中含5-6或5-5海鹽、NO.2號(hào)燃油（含0.3%0.45%硫），空氣-油比例為30:1，試驗(yàn)中試樣旋轉(zhuǎn)，每隔1h試樣從900用冷空氣吹冷至260以下，如此在燃燒裝置中循環(huán)試驗(yàn)200h后的動(dòng)態(tài)熱腐蝕試驗(yàn)結(jié)果見下圖：?jiǎn)蚊娼饘贀p失成受損傷的金屬/mm其中，金屬損失=受損傷的金屬+最大氧化深度。圖中GH3536、GH3625均為鎳基合金，而GH605為鈷基合金，由圖可以看出，GH605的金屬損

5、失部分明顯小于其他兩種鎳基合金。六、工藝性對(duì)比1、熱處理兩種高溫合金均需要進(jìn)行熱處理，均采用固溶處理+時(shí)效處理的熱處理制度，熱處理工藝復(fù)雜程度相同。2、焊接性兩種高溫合金都具有良好的焊接性，在刷封焊接時(shí)，熱量容易積累導(dǎo)致變形，建議采用鈷基材料，熱導(dǎo)率高，熱傳導(dǎo)能力強(qiáng)，膨脹系數(shù)小，變形量小，焊接融合力度更好。3、車削加工都可以進(jìn)行滿意的車削加工。兩種高溫合金都具備良好的工藝性。綜上所述，我司選用性能更加卓越的鈷基高溫合金作為材料，保證產(chǎn)品的使用效果和壽命。鈷基合金和鎳基合金性能的對(duì)比性能鈷基高溫合金GH605鎳基高溫合金GH4169結(jié)論熱穩(wěn)定性熔點(diǎn)/1330-14101260-1320熱穩(wěn)定性G

6、H605較好線膨脹系數(shù)（20-900）/-116.310-618.410-6熱導(dǎo)率W/(m)27.016.3常溫力學(xué)性能抗拉強(qiáng)度/MPa8901280常溫下GH4169強(qiáng)度較高，但脆性遠(yuǎn)大于GH605，有沖擊的場(chǎng)合謹(jǐn)慎使用延伸率30%12%高溫力學(xué)性能650抗拉強(qiáng)度/MPa700860650時(shí)GH4169強(qiáng)度稍大，900時(shí)高溫鎳基合金已無(wú)法使用，而鈷基合金仍有一定強(qiáng)度900抗拉強(qiáng)度/MPa255不可用剛度20彈性模量/GPa231204GH605在各個(gè)溫度下剛度都好于GH4169，且700以上GH4169已無(wú)法使用650彈性模量/GPa181146900彈性模量/GPa160不可用高溫氧化80

7、0，500h氧化深度0.005mm-GH605在高溫下有良好的抗氧化能力950，500h氧化深度0.010mm1000，500h氧化深度0.025mm1000，10000h氧化深度0.051mm耐蝕性GH3536，GH3625，GH605在含硫燃油燃?xì)庵?00腐蝕200h試驗(yàn)數(shù)據(jù)鈷基合金耐蝕性優(yōu)于鎳基合金 結(jié)論鈷基合金使用存在以下優(yōu)勢(shì)：1、鈷基材料硬度遠(yuǎn)低于汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子硬度，產(chǎn)生接觸時(shí)不會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)子造成損傷，安全性能高。2、鈷基合金具有更高的熔點(diǎn)和熱導(dǎo)率，加熱后熱膨脹量較小。在熱穩(wěn)定性上具有優(yōu)勢(shì)。3、在常溫下鈷基合金強(qiáng)度略低，但延伸率較大。鎳基合金的高強(qiáng)度帶來了巨大的脆性，在有沖擊的位置需謹(jǐn)慎使用。4、鈷基高