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镍基高温合金的发展趋势以镍为基体(含量一般大于50％)在650～1000℃范围内具有较高的强度和良好的抗燃气腐蚀能力的高温合金。发展过程镍基高温合金(以下简称镍基合金)是30年代后期开始研制的。英国于1941年首先生产出镍基合金nimonic75(ni-20cr-0.4ti)；为了提高蠕变强度又添加铝，研制出nimonic80(ni-20cr-2.5ti-1.3al)。美国于40年代中期，苏联于40年代后期，中国于50年代中期也研制出镍基合金。镍基合金的发展包括两个方面：合金成分的改进和生产工艺的革新。50年代初，真空熔炼技术的发展，为炼制含高铝和钛的镍基合金创造了条件。初期的镍基合金大都是变形合金。50年代后期，由于涡轮叶片工作温度的提高，要求合金有更高的高温强度，但是合金的强度高了，就难以变形，甚至不能变形，于是采用熔模精密铸造工艺，发展出一系列具有良好高温强度的铸造合金。60年代中期发展出性能更好的定向结晶和单晶高温合金以及粉末冶金高温合金。为了满足舰船和工业燃气轮机的需要，60年代以来还发展出一批抗热腐蚀性能较好、组织稳定的高铬镍基合金。在从40年代初到70年代末大约40年的时间内，镍基合金的工作温度从700℃提高到1100℃，平均每年提高10℃左右。
17-4ph/0cr17ni4cu4nb/05cr17ni4cu4nb/aisi630,uns s17400/sus630/x5crnicunb16-4/ph15-7mo/（uns s15700、sus 632）0cr15ni7mo2al/ am-350(uns s35000/sus 633)0cr16ni4mo3n/17-7ph(sus 631) 07cr17ni7al/uns s17700/aisi 631/ ph13-8mo/0cr13ni8mo2al（uns s13800、xm13/04cr13ni8mo2al/15-5ph（uns s15500、xm12）1.4545/xm-12/05cr15ni5cu4nb/0cr15ni5cu4nb/custom-455/00cr12ni8cu2tinb /am-355(634型) am350/0cr16ni4mo3n
根据钢的组织可分为3类：(1)马氏体沉淀硬化不锈钢，以中国0cr17ni7tial和0cr17ni4cu4nb为代表。(2)半奥氏体沉淀硬化不锈钢，以0cr17ni7al、0cr15ni7mo2al为代表。(3)奥氏体沉淀硬化不锈钢，它实际上为铁基高温合金，以0cr15ni20ti2movb、1cr17ni10p为代表。
设计要点 (1)马氏体沉淀硬化不锈钢。钢中碳含量一般≤0.1％，但≥0.05％，目的是既有好的焊接性、耐蚀性，又具有较好的强韧性；铬含量一般在16％～17％以保证足够的不锈性和耐蚀性；合适的镍、铬当量，以便钢中δ-铁素体的含量处于最低水平(一般≤5％)，以免损害横向性能和降低钢的强度。各种合金元素的铁素体形成效果如下：
0.1％n 0.1％c 1％ni 1％co 1％cu
-20 -18 -10 -6 -3
1％mn 1％w 1％si 1％mo 1％cr
-1 ＋8 ＋8 ＋11 ＋15
1％v 1％al
＋19 ＋38
元素的配比应使马氏体相变开始温度(ms点)在150℃以上马氏体相变基本完成温度，(mf点)在50℃以上，下述经验公式可作计算ms点时的参考：
ms={75(14.6-％cr)＋110(8.9-％ni)＋3000
[0.068-％(c＋n)]＋60(1.33＋％mn＋50
(0.17-％si)}，℃
添加适量沉淀硬化元素如铜和钛等以便形成ε富铜相和niti相等进行强化。
(2)半奥氏体沉淀硬化不锈钢。碳含量一般在0.1％左右，为改进铸造性能铸造钢的碳含量大于0.1％；他点的控制是本钢设计的关键，这类钢在固溶处理后为奥氏体组织，在此状态下进行加工、成形、焊接。在调整处理(碳化物析出过程)后马氏体点升高，降到室温后为马氏体组织或再通过简单的低温处理(-72℃)后转变成马氏体(即马氏体点在-72℃以上)；铬含量一般在14％以上，以保证良好的不锈性和耐蚀性；选择合适的铬、镍当量配比以降低钢中δ-铁素体的含量；钢中含有适量沉淀硬化元素。如钼、钛、铝、铌、铜等。有时钢中含钴，这一方面可以促进钼的强化作用，同时又不影响ms点。
图1 0cr17ni7tial钢的热处理工艺
图2 0cr17ni4cu4nb钢的热处理工艺
(3)奥氏体沉淀硬化不锈钢。选择合适的铬、镍当量配比，使其形成非常稳定的奥氏体组织；为了弥补奥
半奥氏体沉淀硬化不锈钢热处理工艺
氏体强度的不足，通过加入铝、钛以形成ni3al、ni3ti，或加入磷形成m23(c＋p)6而进行强化。
热处理工艺 (1)马氏体沉淀硬化不锈钢。以ocrl7nitial(stainless w)和ocrl7ni4cu4nb为例，其热处理工艺如图1和图2所示。
(2)半奥氏体沉淀硬化不锈钢。以0cr15ni7mo2al为例
(3)奥氏体沉淀硬化不锈钢。以0cr15ni25ti2moalvb为例其热处理工艺