固溶强化铁基变形高温合金   (solid solution strengthening wrought iron-base superalloy)

添加合金元素使基体得到强化的铁基变形高温合金。这类合金是从Fe-Cr-Ni型奥氏体不锈钢的基础上发展起来的，使用温度较高，所受应力较低，能适应各种复杂成形的加工，广泛应用于航空工业制成燃烧室和火焰筒等部件。

成分特点      考虑到这类合金使用温度高，需要有良好的抗氧化、耐腐蚀性能，把铬含量提高到20％左右，同时相应地把镍含量提高到25％甚至35％～40％来稳定基体组织。为了产生有效的固溶强化，加入相当量的高熔点元素钨、钼和铌等，其最大总量高达10％～12％。中国发展的一些固溶强化铁基变形高温合金中，加入少量氮后获得相当强的固溶强化效应，取得了满意的效果。此外，在有些合金中再加入少量铝、钛，以增强固溶强化效果，但加入量不超过1％～1.2％。有些板材合金需要较高的强度，因此除固溶强化外，还加入适量铝、钛并辅之以时效强化。加入微量硼、铈、锆，以获取良好的晶界强化效果。

分类    中国的固溶强化铁基变形高温合金可以成功地在700～900℃(最高到950 ℃)温度范围内使用，这在国际高温合金的应用上是独具特色的。中国典型的固溶强化铁基变形高温合金列于表中。根据使用温度区分，基本上有3大类

(1)在700 ℃ 以下使用的合金有GH13和GH139。GH139以6％锰代替一部分镍，并辅以氮进行固溶强化。这是成分简单，最经济的合金。

(2)在800 ℃ 以下使用的GH1040合金以20Cr35Ni-40Fe为基，加入适量钨、钼作为固溶强化的主要手段，再辅以少量铝和钛增强固溶强化而获得成功。由于GH1040合金的良好综合性能和一种合金能有多种用途，因此它在中国800 ℃ 以下应用的铁基板材高温合金中占有统治地位。

(3)在900℃下使用的有GH1131、GH138、GH1015和GH1016等多种合金。这类合金主要用大量的钨、钼和铌(总量高达10％)进行固溶强化，有的合金还添加少量氮(<0.30％)来增强固溶强化效果。为了发展更高使用温度的铁基板材合金，如950 ℃ 使用的GH14合金，将固溶强化元素钨、钼和铌的总量提高到12％。这类合金的镍含量都不超过40％，铬含量高达20％，又加入了大量钨、钼和铌，这就促使高温下组织不稳定，容易析出富钨、钼和铌的金属间化合物如AB₂型的Laves相、μ相，甚至还会析出AB型的σ相(见高温合金材料的金属间化合物相)，使材料性能大大恶化，限制了这类合金在高温下长期使用。为了提高组织稳定性，从合金成分设计的角度，可以增加镍含量，这样就向镍基变形高温合金趋近，失去了经济型铁基变形高温合金的特色。

除了以上三类外，GH167合金是为适应高强板材合金的要求，除了加入大量钨、钼固溶强化外，还加入了相当数量的铝和钛进行时效强化。该合金可以在800～850℃范围内使用。