各类高温合金材料的应用和性能的强化

高温合金是一类以铁、镍、钴为基，能在600℃以上的高温及一定应力作用下长期工作的金属材料。它不仅具有较高的高温强度，还有良好的抗氧化和抗腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能。

高温合金作为单一奥氏体组织，因此它在各种温度下具有良好的组织稳定性和使用可靠性。基于上述性能特点，高温合金的被广泛应用于航空、航天、石油、化工、舰船的一种重要材料。

按基体元素来分，高温合金又分为铁基、镍基、钴基等高温合金。其中铁基高温合金使用温度有限，因此，对于在更高温度下使用的耐热部件，则采用镍基和难熔金属为基的合金。

镍基高温合金在整个高温合金领域占有特殊重要的地位，它广泛地用来制造航空喷气发动机、各种工业燃气轮机热端部件。目前，在先进的发动机上，镍合金已占总重量的一半，不仅涡轮叶片及燃烧室，而且涡轮盘甚至后几级压气机叶片也开始使用镍合金。

若是在高温合金加入与基体金属原子尺寸不同的元素的话，就会引起基体金属点阵的畸变，加入能降低合金基体堆垛层错能的元素和加入能减缓基体元素扩散速率的元素，以强化基体。

由于高温下合金的晶界较为薄弱，因此只要加入微量的硼、锆和稀土元素，就可以可改善晶界强度。这是因为稀土元素能净化晶界，硼、锆原子能填充晶界空位，降低蠕变过程中晶界扩散速率，抑制晶界碳化物的集聚和促进晶界第二相球化。