铸造高温合金是由母合金重熔后直接浇注成零件的,他是一种在600℃以上高温及氧化、腐蚀环境中长期稳定工作的热强材料,它已广泛选用于航空、航天、舰船、能源、交通运输和化工等工业部门,制作各种复杂零件。
在航空航天工业 重要的选用是制造航空航天燃气涡轮发动机的涡轮叶片、导向叶片、整铸机匣、尾喷管调节片以及增压器涡轮或叶片等。
在民用工业已选用于有要求的高耐热铸件,例如柴油机和内燃机用增压涡轮、炼油用催化裂化装置的燃气轮机叶片、汽车发动机的进、排气阀座、冶金加热炉垫块、离心喷吹玻璃棉的离心头、医用钻铬钼合金人工关节等。
铸造高温合金按合金基体元素分类,主要有铁基(铁一镍基)、镍基、钴基铸造高温合金。
(1)镍基铸造高温合金的选用 其中K403合金常选用于1000℃温度以下工作的航空和地面燃气涡轮机叶片、高温试验机夹具及其他高温用零件;K406和K6C合金常选用于850℃以下工作的航空和地面燃气涡轮机叶片、汽车和拖拉机的增压器叶轮,后者还可选用于船用燃气轮机的高温零件;K417和K417G合金常选用于950℃温度以下工作的燃气涡轮叶片及其他高温零件;K418和K418B合金常选用于850℃温度以下工作的航空和地面燃气涡轮机叶片、叶轮、整体涡轮等;K438和K438G合金常选用于850℃温度以下工作的航空、地面和海上用燃气轮机零件,特别是使用劣质燃油的工业燃气轮机零件;K80合金常选用于900℃温度以下工作的航空、地面和船用燃气轮机叶片及其他长寿命的高温零件;DZ4和DZ22合金常选用于10000℃温度以下工作的航空和地面轮气轮机零件,后者还可选用于高温试验机夹具等。
(2)铁基铸造高温合金的选用 其中K211合金常选用于800℃以下工作的航空和地面燃气轮机叶片及其他高温零件;K213合金常选用于850℃温度以下工作的涡轮增压器叶轮以及其他高温零件;K214合金常选用于900℃温度以下工作的航空和地面燃气轮机叶片以及其他高温零件。
(3)钴基铸造高温合金的选用其中K21合金常选用于900℃温度以下使用的航空和地面及船用燃气轮机叶片及其他高温零件,也可选用于人造骨骼及齿科零件或其他耐生物腐蚀的零件;K640合金常选用于1000℃温度以下使用的燃气轮机静叶片及其他零件。
通常,选用铸造高温合金时,应考虑以下因素:
①零件的正常工作温度, 高和 低的工作温度,以及温度变化的频率;
②零件本身的温差范围及合金的膨胀性能;
③零件承受的载荷性质,加载、支承和外部约束方式;
④对零件的寿命要求和容许的变形量;
⑤零件的工作环境和性质;
⑥零件的成形方法和成本因素。