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·２８４·材料导报２０１１年１１月第２５卷专辑１８

镍基高温合金材料的研究进展

王会阳１，安云岐１，２，李承宇１，晁兵２，倪雅２，刘国彬２，李萍２

（１中国矿业大学材料科学与工程学院，徐州２２１１１６；２江苏中矿大正表面工程技术有限公司，徐州２２１００８）

摘要半个世纪以来，我国发展和形成了许多镍基高温合金体系，以满足日益增长的动力、运输、航空以及航
天等工业的需要，特别是镍基高温合金的发展为我国航空发动机性能的大幅度提高做出了重大贡献。简单介绍了镍
基高温合金的发展历程，综述了近年来镍基高温合金的研究进展，并探讨了镍基高温合金的应用和发展趋势。

关键词镍基高温合金性能研究进展

ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｏｆＮｉ－ｂａｓｅｄＳｕｐｅｒａｌｌｏｙｓ
ＷＡＮＧＨｕｉｙａｎｇ１，ＡＮＹｕｎｑｉ１，２，ＬＩＣｈｅｎｇｙｕ１，ＣＨＡＯＢｉｎｇ２，
ＮＩＹａ２，ＬＩＵＧｕｏＢｉｎ２，ＬＩＰｉｎｇ２

（１ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭｉｎｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｕｚｈｏｕ２２１１１６；
２ＪｉａｎｇｓｕＣＵＭＴＤａｚｈｅｎｇＳｕｒｆａｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．Ｌｔｄ，Ｘｕｚｈｏｕ２２１００８）

ＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｔｈｅｐａｓｔｈａｌｆｃｅｎｔｕｒｙ，ＣｈｉｎａｈａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄａｎｄｆｏｒｍｅｄｓｙｓｔｅｍｏｆＮｉ－ｂａｓｅｄｓｕｐｅｒａｌｌｏｙｓｆｏｒｐｏｗｅｒ，
ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，ａｖｉａｔｉｏｎａｎｄａｅｒｏ－ｓｐａｃｅｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ，ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＮｉ－ｂａｓｅｄｓｕｐｅｒａｌｌｏｙｓｈａｓｍａｄｅｔｈｅ
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｔｏｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆａｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌｅｎｇｉｎｅｓｇｒｅａｔｌｙｆｏｒｏｕｒｃｏｕｎｔｒｙ．Ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
ｐｒｏｃｅｓｓｏｆＮｉ－ｂａｓｅｄｓｕｐｅｒａｌｌｏｙｓｉｓｓｉｍｐｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｔｈｅｎｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓａｂｏｕｔｔｈｅＮｉ－ｂａｓｅｄｓｕｐｅｒａｌｌｏｙｓｉｓ
ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ，ａｎｄｆｉｎａｌｌｙｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｏｆＮｉ－ｂａｓｅｄｓｕｐｅｒａｌｌｏｙｓａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．
ＫｅｙｗｏｒｄｓＮｉ－ｂａｓｅｄ，ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙ，ｐｒｏｐｅｒｔｙ，ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓ

的目的是进一步提高高温合金抗氧化抗高温腐蚀性能镍
引言、。
０基高温合金具有良好的综合性能，目前已被广泛地用于航空
现代燃气涡轮发动机有５０％以上质量的材料采用高温航天、汽车、通讯和电子工业部门。随着对镍基合金潜在性
合金，其中镍基高温合金的用量在发动机材料中约占４０％。能的发掘，研究人员对其使用性能提出了更高的要求，国内
镍基合金在中、高温度下具有优异综合性能，适合长时间在外学者已开拓了针对镍基合金的新加工工艺如等温锻造、挤
高温下工作，能够抗腐蚀和磨蚀，是最复杂的、在高温零部件压变形、包套变形等［２］。
中应用最广泛的、在所有超合金中许多冶金工作者最感兴趣
２镍基高温合金的发展历程
的合金。镍基高温合金主要用于航空航天领域９５０～１０５０℃
下工作的结构部件，如航空发动机的工作叶片、涡轮盘、燃烧镍基高温合金在整个高温合金领域占有特殊重要的地
室等。因此，研究镍基高温合金对于我国航天航空事业的发位，它的开发和使用始于２０世纪３０年代末期，是在喷气式
展具有重要意义。飞机的出现对高温合金的性能提出更高要求的背景下发展
起来的。英国于１９４１年首先生产出镍基合金Ｎｉｍｏｎｉｃ７５
１概述
（Ｎｉ－２０Ｃｒ－０．４Ｔｉ），为了提高蠕变强度又添加铝，研制出Ｎｉ－
镍基高温合金是以镍为基体（含量一般大于５０％）、在ｍｏｎｉｃ８０（Ｎｉ－２０Ｃｒ－２．５Ｔｉ－１．３Ａｌ）。美国于４０年代中期，苏联
６５０～１０００℃范围内具有较高的强度和良好的抗氧化、抗燃于４０年代后期，中国于５０年代中期也研制出镍基高温合
气腐蚀能力的高温合金［１］。它是在Ｃｒ２０Ｎｉ８０合金基础上发金。
展起来的，为了满足１０００℃左右高温热强性（高温强度、蠕变镍基高温合金的发展包括两个方面：合金成分的改进和
抗力、高温疲劳强度）和气体介质中的抗氧化、抗腐蚀的要生产工艺的革新。５０年代初，真空熔炼技术的发展为炼制含
求，加入了大量的强化元素，如Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｃｏ等，以高铝和钛的镍基合金创造了条件；５０年代后期，采用熔模精
保证其优越的高温性能。除具有固溶强化作用，高温