Свойства сплавов высокой температуры

Различные темпы деградации материалов ускоряются в условиях высоких температур. В процессе использования могут возникать нестабильность структуры, деформация и рост трещин под воздействием температуры и напряжения, а также окислительная коррозия поверхности материала.

1. Сопротивление высоким температурам и коррозии
Сопротивление высоким температурам, коррозионная стойкость и другие свойства высокотемпературных сплавов в основном зависят от их химического состава и организационной структуры. На примере никелевого деформированного высокотемпературного сплава GH4169 можно увидеть, что содержание ниобия в сплаве GH4169 высоко. Сегрегация ниобия в сплаве непосредственно связана с металлургическим процессом. Матрица GH4169 представляет собой твёрдый раствор Ni-Gr, при этом массовая доля Ni может достигать более 50%. При высокой температуре около 1000°C он схож с американским сплавом Inconel718. Сплав состоит из фазы матрицы γ, δ-фазы, карбидов и упрочняющих фаз γ' и γ″. Химические элементы и матричная структура сплава GH4169 демонстрируют его отличные механические свойства. Предел текучести и предел прочности на растяжение в несколько раз выше, чем у стали 45, а пластичность также лучше, чем у стали 45. Устойчивая решётка и большое количество упрочняющих факторов способствуют его превосходным механическим свойствам.

2. Высокая сложность обработки
Из-за сложного и жесткого рабочего окружения, целостность обработанной поверхности высокотемпературных сплавов играет важную роль в их характеристиках. Однако высокотемпературные сплавы обычно относятся к материалам, трудным для обработки. Они имеют высокую микротвердость, сильное упрочнение при обработке, высокое сопротивление срезу и низкую теплопроводность. Силы резания и температура резания в зоне реза высоки, что часто приводит к низкому качеству обработанной поверхности и серьезному повреждению инструмента. При обычных условиях резания на поверхности высокотемпературного сплава могут возникать чрезмерные проблемы, такие как упрочненный слой, остаточные напряжения, белый слой, черный слой и слой деформации зерен.