时效强化铁基变形高温合金(Precipitation hardening wronght iron -base super alloy)

通过时效处理时析出第二相而得以强化的铁基变形高温合金。时效时析出的第二相主要是Ni₃Al或Ni₃(Al、Ti)型的 γ’相，有时也有Ni₃Nb型的γ”相(见高温合金材料的金属问化合物相)，这些都是有序的金属间化合物，因此有时也把这类合金称为金属间化合物强化的铁基变形高温合金或沉淀强化铁基变形高温合金。

组织特点 在铁基变形高温合金中y相的数量在2％～20％之间，形状为圆形颗粒，尺寸为0.015～0.03μm。y相的强化作用的大小与该相析出量有关。通常随着铝、钛、铌含量的增加，γ’相的析出量增加，强化效应也增加。如图示出了铁基变形高温合金中铝、钛、铌的总量与γ’(γ”)强化相数量的关系。铌、钽进入γ’相形成Ni_３(Ti，Al，Nb，Ta)，增加了强化效应。γ’相的尺寸大小对合金性能有重大影响。铁基变形高温合金中γ’相含量较少，γ’相的尺寸大小对合金强度的影响十分敏感，通常认为0.01～0.05μm比较合适。

应用 表中列出了典型的时效强化铁基变形高温合金。由于γ’相的强化效应比碳化物强，因此使用温度可达750℃甚至800℃，并且室温屈服强度比较高，很适合作燃气轮机和航空喷气发动机的涡轮盘材料。此类合金在中温(750℃左右)得到了广泛应用，据美国1980年统计，A-286合金的使用量占美国高温合金总量的20％。中国在开展以铁代镍的研究中，发展了一系列合金牌号：GH2132、GH2135和GH761作为涡轮盘材料；GH2130和GH2302作为航空发动机的涡轮叶片和地面燃气轮机增压器的涡轮叶片。

 发展趋势 铁基变形高温合金中，铁总量最高只能达到20％左右，再增高铝、钛总量会使铁基体失稳，反而使性能恶化。这就限制了铁基变形高温合金进一步强化，只能在750℃左右的中温下使用。增加镍含量是一个方向。美国开发的Inconel718合金中镍含量超过了50％，铁含量已下降到20％左右，受传统习惯影响，仍称之为铁基变形高温合金，实际上已成为铁镍铬基变形高温合金，有时归入镍基变形高温合金。通过细化晶粒和加镁微合金化等强韧化手段，改善和消除低塑性和持久缺口敏感性是当前铁基变形高温合金发展中一个重要方向。