K417鑄造高溫合金的性能特點

K417合金介紹

K417 是一種低密度、高強度的鎳基鑄造高溫合金。其成分中高含量的鋁和鈦形成了 γ’ 強化相，約占合金重量的 67%。因此，高溫強度高，塑性較好，密度低（7.8g/cm），特別適合高溫轉動件。但其結構穩定性較差，特別是當成分上限或鑄造工藝參數控製不當時，零件在850~950℃長期工作時有析出片狀 σ 相的傾(qing) 向。它的耐熱性和耐腐蝕性也很差。如果在高溫下長時間使用，則需要進行保護塗層。該合金適用於(yu) 製造燃氣輪機零件和其他在950℃以下工作的高溫零件。

鑄造高溫合金是被直接用來生產(chan) 航空發動機的導向葉片和渦輪葉片等關(guan) 鍵零部件的重要材料。它的質量好壞關(guan) 係到航空發動機的壽命和安全，因此，控製鑄造高溫合金零部件的質量曆來得到國內(nei) 外生產(chan) 單位和冶金工作者的高度重視。

鑄造高溫合金因成分中活性元素較多，對雜質含量要求嚴(yan) 格，故多采用雙真空熔鑄工藝，即將原材料先在真空感應爐內(nei) 熔煉並鑄造成母合金錠，然後再在真空感應爐內(nei) 將母合金錠重熔並澆注成鑄件。最初的高溫合金母合金錠的質量對高溫合金鑄件的質量有很大影響，使用質量很差的母合金錠是不能生產(chan) 出可靠的鑄件的。航空發動機和工業(ye) 燃氣輪機的使用性能，通過其部件，終歸還是取決(jue) 於(yu) 最初的高溫合金母合金錠的質量。

K417合金成分

K417合金用途

K417 合金首先在1966年用作某航空渦輪噴氣發動機一級渦輪葉片。其後，又用作該型發動機改型的一級和二級渦輪轉子葉片，已成批生產(chan) 。還用於(yu) 製作渦輪增壓器轉子葉輪，起動機整體(ti) 渦輪等，與(yu) 該合金相似的IN100合金，在國外廣泛用於(yu) 各種航空發動機。

K417合金熱導率

K417合金熔鑄凝固中的電磁控製

(1) 在高溫合金母合金錠真空熔鑄的凝固過程中合理施加工頻旋轉電磁場或工頻行波磁場，其在金屬熔體(ti) 中產(chan) 生的電磁攪拌作用能夠使K417高溫合金母合金錠的等軸晶組織得到明顯細化、等軸晶率也有所增加、夾雜物和中心縮孔的大小和分布得到明顯改善、枝晶偏析大為(wei) 減輕，從(cong) 而使高溫合金母合金錠的質量得到大幅提高。

(2) 采用傳(chuan) 統真空熔鑄工藝得到的K417高溫合金母合金錠中存在著嚴(yan) 重的枝晶偏析，其中，正偏析元素和其偏析嚴(yan) 重程度順序為(wei) Ti、Mo、Cr，負偏析元素和其偏析嚴(yan) 重程度順序為(wei) VCo。在高溫合金母合金錠的凝固過程中施加旋轉或者線性電磁攪拌能夠促進液穴內(nei) 熔體(ti) 成分的均勻化並使等軸晶組織得到明顯的細化和增加，從(cong) 而減輕了高溫合金母合金錠中枝晶偏析的程度。

(3) 在高溫合金真空熔鑄的凝固過程中合理施加旋轉電磁攪拌或者線性電磁攪拌可以增加高溫合金液態金屬的補縮能力，從(cong) 而使高溫合金母合金錠中心縮孔的大小和分布得到明顯改善，采用在澆注8秒後施加60A、30秒的工頻單向旋轉電磁攪拌工藝或者140A、30秒單側(ce) 向上的工頻線性電磁攪拌工藝，能夠使K417高溫合金母合金錠的中心縮孔比率從(cong) 54%降至35%，這將有利於(yu) 提高高溫合金母合金錠的利用率。

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