新材料概論結(jié)課報(bào)告

超級(jí)鋼與高溫合金的研究進(jìn)展與應(yīng)用陳進(jìn)（材料學(xué)院，成型12-3班，11355118）摘要：本文選擇了超級(jí)鋼與高溫合金兩種材料作為本課程結(jié)業(yè)報(bào)告的主題，主要介紹了什么是超級(jí)鋼與高溫合金鋼；鋼材的性能與材料的組織結(jié)構(gòu)、加工工藝、材料性質(zhì)之間的關(guān)系；超級(jí)鋼與高溫合金鋼的應(yīng)用、發(fā)展現(xiàn)狀與未來(lái)展望。關(guān)鍵詞：超級(jí)鋼；高溫合金；性能與工藝；發(fā)展現(xiàn)狀；未來(lái)展望引言在現(xiàn)代社會(huì)中，我們的日常生活與工作處處都離不開(kāi)材料，作為人類(lèi)歷史上較早使用的材料，由于具有其高強(qiáng)度、好的延展性、高的硬度等性能，鋼鐵與合金材料對(duì)我們有著極其重要的作用。盡管現(xiàn)在的高分子材料在某些領(lǐng)域有取代鋼鐵與合金材料的趨勢(shì)，但是它的應(yīng)用依舊非常廣泛，如航天航空、造船、潛艇、火車(chē)動(dòng)車(chē)等。而且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)鋼鐵與合金材料的強(qiáng)度、硬度、耐低溫和高溫、抗腐蝕等性能提出了更高的要求。在《先進(jìn)材料導(dǎo)論》這門(mén)課程中，我了解到了許多應(yīng)用于各行各業(yè)的具有不同特殊性能的材料。在課程結(jié)束之際，我總結(jié)了我所收集和了解到的有關(guān)超級(jí)鋼與高溫合金的信息來(lái)作為課程的結(jié)束。超級(jí)鋼超級(jí)鋼概述分類(lèi)傳統(tǒng)細(xì)晶粒鋼的晶粒尺寸通常在100μm以下。隨著冶金技術(shù)和生產(chǎn)工藝的不斷進(jìn)步,細(xì)晶的尺寸不斷縮小,甚至達(dá)到了微米,超細(xì)晶粒鋼不包括傳統(tǒng)細(xì)晶鋼,按超細(xì)晶粒鋼發(fā)展進(jìn)程和其尺寸大小,可分為以下幾類(lèi)。TMCP鋼控軋后立即加速冷卻所制造的鋼,稱(chēng)為T(mén)MCP(Thermo-MechanicalControlProcess)鋼。利用TM2CP工藝在實(shí)驗(yàn)室中,晶粒尺寸可達(dá)到幾個(gè)微米,但在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中,所得鋼的晶粒尺寸小于50μm,最小可達(dá)10μm。新一代鋼鐵材料新一代鋼鐵材料的主要特征是:在充分考慮經(jīng)濟(jì)性的條件下,鋼材具有高潔凈度、超細(xì)晶粒、高均勻度的特征,強(qiáng)度比常用鋼材提高一倍,鋼材使用壽命增加一倍。高潔凈度是指S、P、O、N、H元素的總含量小于0.008%,這樣不但可提高鋼材原有的性能,有時(shí)還可賦予鋼材新的性能。超細(xì)組織是指晶粒尺寸在0.1～10μm之間,細(xì)化晶粒是唯一能提高強(qiáng)度而不降低韌性甚至提高韌性的方法。高均勻度指的是成分、組織和性能很均勻,波動(dòng)范圍很小。在鋼的化學(xué)成分-工藝-組織-性能的關(guān)系中,強(qiáng)調(diào)了組織的主導(dǎo)地位,即其超細(xì)的微觀組織表現(xiàn)出優(yōu)異的綜合性能?；瘜W(xué)成分和冶金特點(diǎn)細(xì)晶鋼具有低碳和低碳當(dāng)量以及低的雜質(zhì)含量,不僅有益于其焊接性,同時(shí)也有利于改善鋼的其它性能,如焊接接頭中HAZ和母材的韌性以及對(duì)氫致裂紋(HIC)、硫化物應(yīng)力腐蝕裂紋(SSCC)的抗力等。細(xì)晶鋼中也含有少量的Nb、V、Ti等微合金元素,其主要目的是為了形成碳、氮化合物,從而有效防止晶粒長(zhǎng)大。由于細(xì)晶鋼低的S、P、N元素含量和控制加入的微合金元素,其氮化物形成元素的存在將使自由氮降低,減小了時(shí)效影響,有利于韌性的改善。生產(chǎn)高潔凈度、高均勻度的細(xì)晶鋼的冶金特點(diǎn)主要是針對(duì)如何提高其潔凈度,即減少S、P、N、O和H等元素的含量。其冶金和生產(chǎn)工藝技術(shù)已有很大的進(jìn)步。由“分段精煉”這一思想而建立的鐵水“三脫”(脫硅、脫硫和脫磷)工藝和轉(zhuǎn)爐少渣冶煉工藝發(fā)展到為滿足石油管線鋼抗H2S腐蝕的要求,確立了鐵水包Mg-Ca脫硫預(yù)處理工藝、真空噴粉脫硫工藝,再到爐外精煉、無(wú)缺陷連鑄坯的生產(chǎn)工藝等。工藝方法和強(qiáng)韌化特點(diǎn)欲獲得超細(xì)晶粒鋼,有多種工藝方法:同一快速加熱條件下的熱處理反復(fù)多次作用、金屬粉末機(jī)械研磨、控軋、控冷、TMCP、復(fù)合TMCP法等。利用生產(chǎn)工藝技術(shù)是獲得超細(xì)晶粒的主要手段。生產(chǎn)工藝技術(shù)是超細(xì)晶粒鋼具有優(yōu)良強(qiáng)韌綜合性能的決定因素,因此超細(xì)晶粒鋼與傳統(tǒng)鋼所不同的是其化學(xué)成分不能用于預(yù)測(cè)鋼種的強(qiáng)度。超細(xì)晶粒鋼的主要特點(diǎn)是碳含量低,因此其強(qiáng)化手段不是通過(guò)增加碳含量和合金元素含量,而是通過(guò)晶粒細(xì)化、相變強(qiáng)化、析出強(qiáng)化等相結(jié)合的方法來(lái)達(dá)到提高強(qiáng)韌化的目的。晶粒細(xì)化(變形細(xì)化和相變細(xì)化)是唯一能夠同時(shí)提高鋼強(qiáng)度和韌性的方法,故其成為超細(xì)晶粒鋼最佳的強(qiáng)化機(jī)制。利用第二相粒子析出的沉淀強(qiáng)化是超細(xì)晶粒鋼采用的另一種強(qiáng)化機(jī)制,高溫時(shí)在奧氏體內(nèi)形成的粒子雖然對(duì)控制晶粒長(zhǎng)大有效,但不會(huì)造成強(qiáng)化,強(qiáng)化粒子是低溫時(shí)在奧氏體或鐵素體內(nèi)形成的,位錯(cuò)與亞結(jié)構(gòu)強(qiáng)化也是一種有效的強(qiáng)化方式。超級(jí)鋼的比較優(yōu)勢(shì)超級(jí)鋼的生產(chǎn)可立足于現(xiàn)有的設(shè)備條件和普碳、碳錳鋼的基本成分,設(shè)備改造投資較小;可少用或不用合金元素,有效降低資源消耗,成本低。合金元素使用量的減少,還能夠使廢鋼的回收利用變得容易,有利于環(huán)境保護(hù)。超級(jí)鋼較傳統(tǒng)鋼材性能高,可獲得優(yōu)異的塑韌性、屈強(qiáng)比和良好的焊接性,可替代一部分微合金鋼和低合金高強(qiáng)鋼。超級(jí)鋼研發(fā)現(xiàn)狀國(guó)外研發(fā)現(xiàn)狀1997年日本首先啟動(dòng)了“超級(jí)鋼基礎(chǔ)研究”十年計(jì)劃。1998韓國(guó)啟動(dòng)了“二十一世紀(jì)高性能結(jié)構(gòu)鋼”計(jì)劃。2001年歐盟啟動(dòng)了“超級(jí)晶粒鋼開(kāi)發(fā)”計(jì)劃。2002年美國(guó)在鋼鐵研究指南中公布了兩個(gè)新一代鋼鐵材料開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。但到目前為止,大多數(shù)仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段,未見(jiàn)大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用報(bào)道。中國(guó)超級(jí)鋼研發(fā)現(xiàn)狀我國(guó)鋼產(chǎn)量自1996年以來(lái)一直穩(wěn)居世界第一,在世界上奠定了鋼鐵大國(guó)的地位。但在鋼鐵品種質(zhì)量方面,我國(guó)與世界先進(jìn)水平仍有很大差距,沿用了幾十年的鋼種體系急需更新?lián)Q代。在此國(guó)內(nèi)外背景下,1998年在國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃項(xiàng)目“973計(jì)劃”中啟動(dòng)了“新一代鋼鐵材料基礎(chǔ)研究”項(xiàng)目。圍繞采用高新技術(shù)提高鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量、促進(jìn)鋼材品種更新?lián)Q代這一戰(zhàn)略目標(biāo),在“973項(xiàng)目”研究的基礎(chǔ)上,2001年在國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃“863計(jì)劃”中又安排了題為“500MPa碳素鋼先進(jìn)工業(yè)化制造技術(shù)”超級(jí)鋼開(kāi)發(fā)項(xiàng)目,積極參與到國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中。鋼鐵研究總院與東北大學(xué)、北京科技大學(xué)合作,與生產(chǎn)企業(yè)和用戶(hù)聯(lián)合攻關(guān),歷經(jīng)五年于2005年完成了課題任務(wù)。我國(guó)超級(jí)鋼的生產(chǎn)取得重要進(jìn)展,實(shí)現(xiàn)了系列超級(jí)鋼的大批量工業(yè)生產(chǎn)400MPa超級(jí)鋼熱軋帶鋼首先在上海寶鋼2050熱連軋生產(chǎn)線上實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)。緊隨其后,本鋼、鞍鋼、珠鋼和武鋼等廠家也分別實(shí)現(xiàn)了400MPa和500MPa超級(jí)鋼帶鋼的大批量生產(chǎn)。400MPa級(jí)超級(jí)鋼棒線材在鞍鋼線材廠首先實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。江西萍鋼、山東濟(jì)鋼也成功軋制出超級(jí)鋼螺紋鋼。2005年江西萍鋼生產(chǎn)的超級(jí)鋼螺紋鋼供應(yīng)市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)增效1億多元。圖1為我國(guó)超級(jí)鋼近幾年來(lái)的產(chǎn)量情況。超級(jí)鋼的工業(yè)應(yīng)用應(yīng)用于汽車(chē)制造業(yè)超級(jí)鋼首先在汽車(chē)制造業(yè)找到了市場(chǎng)。超級(jí)鋼零部件可以減輕車(chē)身自重、減少油耗,正是汽車(chē)制造企業(yè)急需的新材料。上海寶鋼生產(chǎn)的400MPa級(jí)超級(jí)鋼用于一汽集團(tuán)卡車(chē)底盤(pán)發(fā)動(dòng)機(jī)前置橫梁,各項(xiàng)指標(biāo)全部滿足要求,且噸鋼成本較原來(lái)可節(jié)省200～300元。一汽集團(tuán)已將超級(jí)鋼橫梁列為企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。寶鋼、鞍鋼生產(chǎn)的超級(jí)鋼已向一汽持續(xù)批量供貨?？ㄜ?chē)縱梁是關(guān)鍵承重件,500MPa級(jí)超級(jí)鋼在這方面的應(yīng)用經(jīng)濟(jì)效益更加明顯。本鋼生產(chǎn)的500MPa超級(jí)鋼已為遼寧金州車(chē)架廠、吉林輝南車(chē)架廠供貨,武鋼、珠鋼的超級(jí)鋼也已向二汽集團(tuán)供貨。應(yīng)用于建筑業(yè)在建筑行業(yè)中,應(yīng)用超級(jí)鋼替代傳統(tǒng)Ⅱ級(jí)鋼筋具有良好前景?？梢耘まD(zhuǎn)我國(guó)混凝土用鋼水平的落后局面。建設(shè)部新修訂的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范已將屈服強(qiáng)度為400MPa級(jí)的Ⅲ級(jí)鋼筋作為主導(dǎo)受力鋼筋?？梢灶A(yù)見(jiàn),普通的200MPa級(jí)鋼筋將逐漸被400～500MPa的鋼筋取代,低成本高強(qiáng)度的超級(jí)鋼棒線材將為建筑業(yè)提供有力的支撐。在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的大背景下,建筑業(yè)的繁榮將為超級(jí)鋼棒線材提供廣闊的市場(chǎng)空間。2003年,首鋼生產(chǎn)了1000多噸超級(jí)鋼鋼筋用于國(guó)家大劇院應(yīng)用于其它行業(yè)超級(jí)鋼在其它行業(yè)中也有廣闊的應(yīng)用前景。過(guò)去依靠添加微合金元素來(lái)改善性能的造船用鋼、橋梁用鋼、容器用鋼等均可考慮通過(guò)細(xì)化晶粒來(lái)提高強(qiáng)度改善韌性。這樣,既可保證使用性能和工藝性能,又可降低成本。2005年,寶鋼梅山超級(jí)鋼橋梁鋼板、鋼管研發(fā)成功,用壁厚6mm的超級(jí)鋼鋼管替代壁厚8mm的低合金鋼管,抗撞擊性能大大優(yōu)于普通結(jié)構(gòu)鋼,直接應(yīng)用于國(guó)家重點(diǎn)工程上海東海大橋,降低了大橋整體自重,經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益相當(dāng)可觀。未來(lái)展望超級(jí)鋼研發(fā)、生產(chǎn)及應(yīng)用將成為世界鋼鐵工業(yè)的新亮點(diǎn),必將成為未來(lái)主流鋼材品種,在全球資源日益匱乏的條件下,促使鋼鐵工業(yè)煥發(fā)新的生機(jī)走上良性可持續(xù)發(fā)展之路。作為發(fā)展中國(guó)家的中國(guó),超級(jí)鋼的發(fā)展更符合中國(guó)的國(guó)情,已被列為“十一五”重點(diǎn)發(fā)展的新材料之一。超級(jí)鋼的發(fā)展將促使現(xiàn)有鋼材品種全面升級(jí)換代,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)將得到根本優(yōu)化,將達(dá)到“普鋼超級(jí)化、特鋼更優(yōu)化”,提升鋼鐵企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,奠定中國(guó)鋼鐵強(qiáng)國(guó)的地位,超級(jí)鋼也必將在未來(lái)的建設(shè)中發(fā)揮不可替代的作用。高溫合金概述超耐熱合金典型組織是奧氏體基體，在基體上彌散分布這碳化物、金屬間化合物等強(qiáng)化相。高溫合金的主要元素有鉻、鈷、鋁、鈦、鎳、鉬、鎢等。合金元素起穩(wěn)定的奧氏體基體組織，形成強(qiáng)化相，增加合金的抗氧化和抗腐蝕能力的作用。常用的高溫合金有鐵基、鎳基和鈷基3種。高溫合金分類(lèi)鐵基超耐熱合金 鐵基高溫合金是奧氏體不銹鋼發(fā)展起來(lái)的，含有一定量的鉻和鎳等元素。它是中等溫度（600~800℃）條件下使用的重要材料，具有校核的中溫力學(xué)性能和良好的熱加工塑性，合金成分比較簡(jiǎn)單，成本較低。主要用于制作航空發(fā)動(dòng)機(jī)和工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)上渦輪盤(pán)，也可以制作導(dǎo)向葉片、渦輪葉片、燃燒室，以及其他承力件、緊固件等。另一用途是制作柴油機(jī)上的廢氣增壓渦輪。由于沉淀強(qiáng)化型鐵基合金的組織不夠穩(wěn)定抗氧化性較差，高溫強(qiáng)度不足，因而鐵基合金不能在更高溫度條件下應(yīng)用。鎳基超耐熱合金 以鎳為基體（含量一般大于50%）、在650~1000℃范圍內(nèi)具有較的強(qiáng)度和良好的抗氧化性、抗燃?xì)飧g能力的高溫合金。鎳基合金是高溫合金中應(yīng)用最廣、高溫強(qiáng)度最高的一類(lèi)合金。其主要原因，一是鎳基合金中可以溶解較多的合金元素，且能保持較好的穩(wěn)定性；二是可以形成共格有序的A3B型金屬間化合物γ’-[Ni(Al,Ti)]相作為強(qiáng)化相，使合金的得到有效的強(qiáng)化，獲得比鐵基高溫合金和鈷基高溫合金更高的高溫強(qiáng)度；三是很含鉻的鎳基合金具有比鐵基高溫合金更好的抗氧化和抗燃?xì)飧g能力。鎳基合金含有十多種元素，其中Cr主要起抗氧化和抗腐蝕作用，其他元素主要起強(qiáng)化作用。根據(jù)它們的強(qiáng)化作用方式可以分為固溶強(qiáng)化合金和沉淀強(qiáng)化合金：固溶強(qiáng)化元素，如鎢、鉬、鈷、鉻、釩等；沉淀強(qiáng)化元素，如鋁、鈦、鈮和鉭；晶界強(qiáng)化元素，如硼、鋯、鎂和稀土元素等。鈷基超耐熱合金 鈷基超耐熱合金是含鈷量40%~65%的奧氏體高溫合金，在730~1100℃下，具有一定的高溫強(qiáng)度、良好的抗熱腐蝕和抗氧化能力。用于制作工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)、艦船燃?xì)廨啓C(jī)的導(dǎo)向葉片等。鈷基合金的發(fā)展應(yīng)考慮鈷的資源情況。鈷是一種重要的戰(zhàn)略資源，世界上大多數(shù)國(guó)家缺鈷，以至于鈷基合金的發(fā)展受到限制。鈷基合金一般含鎳10%~22%，鉻20%~30%以及鎢、鉬、鉭和鈮等固溶強(qiáng)化和碳化物形成元素，含碳量很高，是一類(lèi)以碳化物為主要強(qiáng)化相的高溫合金。鈷基合金的耐熱能力與固溶強(qiáng)化元素和碳化物形成元素含量多少有關(guān)。工藝方法與強(qiáng)韌化特點(diǎn)固溶強(qiáng)化加入與基體金屬原子尺寸不同的元素(鉻、鎢、鉬等)引起基體金屬點(diǎn)陣的畸變，加入能降低合金基體堆垛層錯(cuò)能的元素（如鈷）和加入能減緩基體元素?cái)U(kuò)散速率的元素（鎢、鉬等），以強(qiáng)化基體。沉淀強(qiáng)化 通過(guò)時(shí)效處理，從過(guò)飽和固溶體中析出第二相（γ’、γ"、碳化物等），以強(qiáng)化合金。γ‘相與基體相同，均為面心立方結(jié)構(gòu)，點(diǎn)陣常數(shù)與基體相近，并與晶體共格，因此γ相在基體中能呈細(xì)小顆粒狀均勻析出，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，而產(chǎn)生顯著的強(qiáng)化作用。γ’相是A3B型金屬間化合物，A代表鎳、鈷，B代表鋁、鈦、鈮、鉭、釩、鎢，而鉻、鉬、鐵既可為A又可為B。鎳基合金中典型的γ‘相為Ni3(Al,Ti)。γ’相的強(qiáng)化效應(yīng)可通過(guò)以下途徑得到加強(qiáng)：①增加γ‘相的數(shù)量；②使γ’相與基體有適宜的錯(cuò)配度，以獲得共格畸變的強(qiáng)化效應(yīng)；③加入鈮、鉭等元素增大γ’相的反相疇界能，以提高其抵抗位錯(cuò)切割的能力；④加入鈷、鎢、鉬等元素提高γ‘相的強(qiáng)度。γ"相為體心四方結(jié)構(gòu)，其組成為Ni3Nb。因γ"相與基體的錯(cuò)配度較大,能引起較大程度的共格畸變，使合金獲得很高的屈服強(qiáng)度。但超過(guò)700℃，強(qiáng)化效應(yīng)便明顯降低。鈷基高溫合金一般不含γ相，而用碳化物強(qiáng)化。晶界強(qiáng)化 在高溫下，合金的晶界是薄弱環(huán)節(jié)，加入微量的硼、鋯和稀土元素可改善晶界強(qiáng)度。這是因?yàn)橄⊥猎啬軆艋Ы?，硼、鋯原子能填充晶界空位，降低蠕變過(guò)程中晶界擴(kuò)散速率，抑制晶界碳化物的集聚和促進(jìn)晶界第二相球化。另外，鑄造合金中加適量的鉿，也能改善晶界的強(qiáng)度和塑性。還可通過(guò)熱處理在晶界形成鏈狀分布的碳化物或造成彎曲晶界，提高塑性和強(qiáng)度。氧化物彌散強(qiáng)化 通過(guò)粉末冶金方法，在合金中加入高溫下仍保持穩(wěn)定的細(xì)小氧化物，呈彌散分布狀態(tài)，從而獲得顯著的強(qiáng)化效應(yīng)。通常加入的氧化物有ThO2和Y2O3等。這些氧化物是通過(guò)阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)和穩(wěn)定位錯(cuò)亞結(jié)構(gòu)等因素而使合金得到強(qiáng)化的。國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r國(guó)外發(fā)展?fàn)顩r從20世紀(jì)30年代后期起，英、德、美等國(guó)就開(kāi)始研究高溫合金。第二次世界大戰(zhàn)期間，為了滿足新型航空發(fā)動(dòng)機(jī)的需要，高溫合金的研究和使用進(jìn)入了蓬勃發(fā)展時(shí)期。40年代初，英國(guó)首先在80Ni-20Cr合金中加入少量鋁和鈦，形成γ‘相（gammaprime）以進(jìn)行強(qiáng)化，研制成第一種具有較高的高溫強(qiáng)度的鎳基合金。同一時(shí)期，美國(guó)為了適應(yīng)活塞式航空發(fā)動(dòng)機(jī)用渦輪增壓器發(fā)展的需要，開(kāi)始用Vitallium鈷基合金制作葉片。此外，美國(guó)還研制出Inconel鎳基合金，用以制作噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室。以后，冶金學(xué)家為進(jìn)一步提高合金的高溫強(qiáng)度，在鎳基合金中加入鎢、鉬、鈷等元素，增加鋁、鈦含量，研制出一系列牌號(hào)的合金，如英國(guó)的“Nimonic”，美國(guó)的“Mar-M”和“IN”等；在鈷基合金中,加入鎳、鎢等元素，發(fā)展出多種高溫合金，如X-45、HA-188、FSX-414等。由于鈷資源缺乏，鈷基高溫合金發(fā)展受到限制。40年代，鐵基高溫合金也得到了發(fā)展，50年代出現(xiàn)A-286和Incoloy901等牌號(hào)，但因高溫穩(wěn)定性較差，從60年代以來(lái)發(fā)展較慢。蘇聯(lián)于1950年前后開(kāi)始生產(chǎn)“ЭИ”牌號(hào)的鎳基高溫合金，后來(lái)生產(chǎn)“ЭП”系列變形高溫合金和ЖС系列鑄造高溫合金。中國(guó)從1956年開(kāi)始試制高溫合金，逐漸形成“GH”系列的變形高溫合金和“K”系列的鑄造高溫合金。70年代美國(guó)還采用新的生產(chǎn)工藝制造出定向結(jié)晶葉片和粉末冶金渦輪盤(pán)，研制出單晶葉片等高溫合金部件，以適應(yīng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪進(jìn)口溫度不斷提高的需要。國(guó)內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r我國(guó)高溫合金的研發(fā)則起步于20世紀(jì)50年代末，比國(guó)外晚近30年。但是好在經(jīng)過(guò)了初創(chuàng)、提高和創(chuàng)新發(fā)展等幾個(gè)階段我國(guó)在高溫合金的研制上取得了很大的進(jìn)展，到目前已經(jīng)基本形成了自己的合金體系和研制生產(chǎn)基地。我國(guó)從上世紀(jì)60年代開(kāi)始發(fā)展國(guó)產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)，歷經(jīng)坎坷，已經(jīng)從最早的渦噴-5、渦噴-14“昆侖”發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)展到目前的渦扇10、渦扇15“太行”發(fā)動(dòng)機(jī)，取得了巨大的進(jìn)步。尤其是“太行”發(fā)動(dòng)機(jī)的定型，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)從第二代向第三代，從渦噴向渦扇、從中等推力向大推力的跨越的“三大跨越”，標(biāo)志著我國(guó)已具備自主研制大推力軍用發(fā)動(dòng)機(jī)的能力。雖然從各方面反饋的信息判斷，“太行”發(fā)動(dòng)機(jī)在性能方面和國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品仍有不小差距，但是從最初試飛時(shí)的“噴零件”到現(xiàn)在的穩(wěn)定量產(chǎn)，這一巨大進(jìn)步還是不容質(zhì)疑的。高溫合金的應(yīng)用一是軍用，主要用戶(hù)為航空、航天、艦用等領(lǐng)域，軍品的特點(diǎn)是高牌號(hào)、高

使用性能、高精度、種類(lèi)規(guī)格繁多。

二是民用，主要在石油化工、能源動(dòng)力、冶金與環(huán)保等諸多民用工業(yè)領(lǐng)域廣

泛應(yīng)用，尤其是近幾年來(lái)，隨著產(chǎn)品的升級(jí)換代，高溫服役的部件使用溫度提高，

許多原先使用耐熱鋼、不銹鋼部件都逐漸使用高溫合金和耐蝕合金取代，對(duì)高溫

合金及耐蝕合金的需求量非常大。民用變形高溫合金產(chǎn)品種類(lèi)主要有不同規(guī)格的

鍛棒、軋棒、板材、帶材、絲材、管材等。發(fā)展前景與展望自1956

年第一爐高溫合金GH3030試煉成功,迄今為止,我國(guó)高溫合金的研究生產(chǎn)和應(yīng)用已經(jīng)歷了50多年的發(fā)展歷程.目前，已有GH系變形高溫合金和K系鑄造高溫合金?？梢哉f(shuō)，我國(guó)已具備了高溫合金新材料、新工藝自主開(kāi)發(fā)和研究的能力,

進(jìn)行應(yīng)用研究和對(duì)材料進(jìn)行評(píng)估的能力以及進(jìn)行故障分析的能力,可以解決航空、航天及其它工業(yè)部門(mén)生產(chǎn)和發(fā)展中所遇到的各種高溫合金材料問(wèn)題。

50

多年來(lái)由于需求的推動(dòng),

全國(guó)科技人員和企業(yè)共同努力,

我國(guó)逐步形成了獨(dú)有的高溫合金體系,

其特點(diǎn)是牌號(hào)多,

性能相近的合金不少,

因而本來(lái)生產(chǎn)量很小,

工藝和性能難以穩(wěn)定的問(wèn)題更加突出.

造成這種局面的主要原因是每引進(jìn)一種發(fā)動(dòng)機(jī),

就要試制一批合金,

再加我國(guó)自行研制的合金品種的不斷增加,

因而造成我國(guó)高溫合金品種的多樣化，但是最根本的原因是我們對(duì)每個(gè)合金的深入研究不夠,

對(duì)每個(gè)合金的特點(diǎn)不能做出有說(shuō)服力的判斷,

再加上合金研制與設(shè)計(jì)人員溝通不夠,

以及國(guó)家在這方面沒(méi)有明確的政策,

造成合金的品種增加多,

淘汰少,

從而形成當(dāng)前如此局面,

這是留給高溫合金工作者和發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)人員的一個(gè)復(fù)雜而艱巨的任務(wù).

應(yīng)該指出,

要想合理地解決這一問(wèn)題,

必須發(fā)揚(yáng)民主,

軍民結(jié)合,

發(fā)揚(yáng)全國(guó)一盤(pán)棋的精神,

形成一個(gè)和諧的集體，使我國(guó)高溫合金體系建立在一個(gè)更堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)上結(jié)束語(yǔ)超級(jí)鋼作為近年來(lái)國(guó)際鋼鐵新材料的前沿課題，引發(fā)了世界各國(guó)的研發(fā)浪潮,但國(guó)外超級(jí)鋼研發(fā)仍大多處于實(shí)驗(yàn)室階段,未見(jiàn)大規(guī)模應(yīng)用報(bào)道。在這一輪國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中，中國(guó)走在了世界前列,率先實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)及應(yīng)用。但應(yīng)該看到，我國(guó)超級(jí)鋼的生產(chǎn)及應(yīng)用的范圍還相當(dāng)有限,遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到普及的程度。超級(jí)鋼產(chǎn)能不高,應(yīng)用也沒(méi)有得到大規(guī)模推廣，因此在超級(jí)鋼的研發(fā)、生產(chǎn)及應(yīng)用方面不可松懈,仍應(yīng)加大工作力度。高溫合金的研制與應(yīng)用一直受到各國(guó)研究者的高度重視和政府的大力支持，在中國(guó)西北地區(qū)亦是如此。但國(guó)內(nèi)研制高溫合金與國(guó)外有較大差距這種差距不是在研究水平上，而是在工業(yè)化生產(chǎn)水平和應(yīng)用