K403镍基高温合金应用

K403镍基高温合金概述

K403合金是一种铸造镍基高温合金。该合金具有较高的高温强度，广泛用于铸造涡喷、涡浆、涡轴和涡扇等系列发动机的导向叶片和工作叶片。γ'相是镍基合金的主要强化相，影响合金的高温性能。K403 合金中有较高含量的p'相形成元素 Al，Ti等，因而合金组织中"'相的体积分数较高。热处理对合金第二相粒子γ'相的形成，形态和稳定性有着重要的影响。探索合适的热处理制度的控制和稳定合金的微观组织，对提高合金的高温性能，有着积极的意义。对 K403 合金已有的研究主要集中于改善合金中温750℃的脆性，提高其中温持久寿。对不同热处理制度下合金组织，尤其是γ'相的变化情况研究较少。

 K403高温合金化学成分 

K403镍基高温合金热处理

1）合金经过1140、1180 ℃不*固溶处理后，组织为大小2种尺寸的γ'相;经过1210℃*固溶处理后空冷，均匀析出0.2 μm 的p相。随着固溶温度的升高，一次γ相逐渐减少，枝晶组织变得不明显。

2）2）经过1190℃，4h固溶处理后的合金，在 900，940 ℃时效16h后，p'相粒子尺寸变化不大，但排布更加均匀;在980 ℃时效16h后，p'相粒子尺寸变大到0.3～0.6 μm，形态由方形变为不规则，近圆形。时效后，合金的抗拉性能和硬度都得到提高。

3）合金在940℃时效后，获得了相对最大的抗拉强度和室温硬度。推荐K403合金较佳的热处理工艺为1190 ℃,4h,AC+940 ℃,16 h,AC。

 K403 镍基合金热暴露下的组织

镍基高温合金中含有较多的 Al、Ti、Cr、W、Mo 等元素，在长期热暴露过程中容易不同程度地析出TCP相。热暴露过程中 TCP相析出，是考查合金组织稳定的重要方面。K403合金在850和 900℃热暴露条件下，在 MC 碳化物周围和枝晶间有针状的 a相析出，其中在850 ℃下析出较多，这与a相的析出温度范围为 750~975 ℃，而峰值析出温度范围为815~870 ℃相对应。 a相属拓扑密排 TCP相，主要分布在枝晶间、碳化物周围和晶界附近。其原因为该区域富集了促进σ相析出的元素，同时热暴露又为原子扩散和 σ相形核提供了能量条件。而在950 ℃热暴露 50~200h合金无 TCP相（σ相）析出，这可能是由于y'相发生溶解导致基体中 Cr、Mo 等σ相形成元素的浓度降低的缘故。