Inconel783高溫合金介紹

Inconel783（以下簡稱IN783）合金是２０世紀９０年代由美國 ＳｐｅｃｉａｌＭｅｔａｌ公司開發的用于制造第四代航空發動機的一種鐵－鎳－鈷基抗氧化低膨脹高溫合金。隨著超超臨界汽輪機技術的興起與發展，該合金也被用作超超臨界機組中高溫螺栓等主要部件的原材料。相對于其它低膨脹鐵－鎳－鈷高溫合金,IN783合金中大幅度提高了鋁元素的含量，使其在時效處理中沿晶界析出β－ＮｉＡｌ相，從而顯著提高了合金的高溫持久壽命和應力加速晶界氧化（ＳＡＧＢＯ）抗力。IN783合金對熱加工（熱鍛、熱軋等）和熱處理（固溶、時效等）工藝有嚴格的要求，而熱處理前的熱加工變形過程對最終合金中的析出相、晶粒尺寸及性能有著重要的影響一般情況下，該合金的大型鍛件在熱加工前都需要對鑄錠進行長時間的擴散退火處理以減輕或者消除鑄錠中的枝晶偏析。β－ＮｉＡｌ相的析出與合金元素及熱處理工藝密切相關，并影響著合金的力學性能。

Inconel783高溫合金元素表

Inconel783合金基體元素的作用

Fe-Co-Ni 系列低膨脹高溫合金是在因瓦合金和超因瓦合金基礎上發展起來的，主要基體元素為鐵、鈷、鎳構成。鎳的晶體結構為面心立方結構，不具有同素異構轉變，鐵在室溫下的晶體結構為體心立方，鈷在室溫下為密排六方結構，但是鐵和鈷存在同素異構轉變，高溫條件下都會轉變成面心立方奧氏體結構。面心立方結構比體心立方更易于原子擴散，因此面心立方結構奧氏體具有良好的高溫性能，所以具有 FCC 結構的奧氏體基體是高溫合金設計基礎。因此，添加鎳元素是為了在鐵基、鈷基合金中獲得穩定奧氏體基體，使得合金在低溫狀態下仍然保持面心立方奧氏體結構，同時加入鎳合金相穩定性得到改善，并提高合金抗腐蝕能力。并且通過調整鐵、鈷、鎳之間的成分含量關系，會對低膨脹高溫合金的高溫性能產生影響，其中特別是對合金的熱膨脹性能影響很大。

Inconel783合金時效熱處理

Inconel783合金是一種控制低熱膨脹、抗氧化的γ-γ′-β合金，在空氣環境中具有持續載荷抗裂紋擴展的能力?？弓h境裂紋擴展性可由成分（優化的Co/Ni比和Cr含量）和熱處理的控制獲得?？沽鸭y擴展性在應力強度為20-60MPa范圍內基本上與Inconel718合金相當?？弓h境裂紋擴展性的獲得可通過控制細的β相顆粒在晶界上的析出，即可通過熱機械加工結合細晶退火（980℃），但最好通過固溶退火（1120℃）和中間β再析出熱處理（845℃×2～4小時，空冷）來獲得抗裂紋擴展性。主要強化是通過γ′時效處理：在718℃時效熱處理8小時，爐冷至621℃，保溫8小時，空冷來實現的。

Inconel783高溫合金熱處理后的硬度