铸造镍基合金简介
镍基合金指的是以镍为基体(含量一般大于50%) ，同时以铜、钼、铬以及其他元素为合金元素的的高合金。镍基合金的主要合金元素有铬、钨、钼、钴、铝、钛、硼、锆等。其中Cr，Ai等主要起作用，其他元素有固溶强化，沉淀强化与晶界强化等作用。镍基合金多具有奥氏体组织。在固溶和时效处理状态下，合金的奥氏体基体和晶界上还有金属间相和金属的碳氮化物存在。
镍基合金在650
失蜡法铸钢件
铸造镍基合金简介
镍基合金指的是以镍为基体(含量一般大于50%) ，同时以铜、钼、铬以及其他元素为合金元素的的高合金。镍基合金的主要合金元素有铬、钨、钼、钴、铝、钛、硼、锆等。其中Cr，Ai等主要起作用，其他元素有固溶强化，沉淀强化与晶界强化等作用。镍基合金多具有奥氏体组织。在固溶和时效处理状态下，合金的奥氏体基体和晶界上还有金属间相和金属的碳氮化物存在。
镍基合金在650～1000℃范围内具有较高强度和良好、抗腐蚀能力以及耐高温性能。镍基合金是一种常见的耐高温合金钢。镍基合金按照主要性能又细分为镍基耐热合金，镍基耐蚀合金，镍基合金，镍基精密合金与镍基形状记忆合金等。镍基高温合金与铁基高温合金和镍基高温合金统称为耐高温合金。因此，镍基高温合金简称镍基合金。镍基高温合金系列材料，被广泛地应用在航空、航天、石油、化工、核能、冶金、海洋船舶、环保、机械、电子等领域。不同的机械配件选用的牌号及热处理方式都会有区别。
镍基合金一般通过熔模铸造工艺来铸造。常见的铸造用镍基合金的牌号如下：
1）Ni-Cr-Mo合金， 哈氏系列C-276、C-22、C-2000、C-4、B-3、G-30、ALLOY 59;
2）Ni-Cr合金：Inconel 600、Inconel 601、Inconel 625、Inconel 718、Inconel X 750、Incoloy 800、Incoloy 800H、Incoloy 800HT、Incoloy 825;
3）Ni-Cu合金，Monel 400、Monel K500
熔模铸造工艺历史及简介
熔模铸造工艺
熔模铸造或“失蜡”工艺起源于公元前 4000 年。尽管该过程起源于古老，但我们可以将我们的一些现代技术进步的成功归功于该过程。
该工艺生产的每个铸件都以一次性蜡品（因此称为“失蜡”）开始，该模具在为工艺制造的性模具中注塑成型。蜡收缩、耐火收缩和合金收缩都是切割模腔时要考虑的因素。通过将可溶性蜡芯和/或预制陶瓷芯或两者结合使用到蜡部件中，可以实现非常复杂的形状。然后将每个蜡部件与流道或浇道系统（也称为浇口）组装在一起，形成通常称为“树”、“箱”或“设置”的东西。一棵树可以由一个蜡部分组成，或者在某些情况下，由数百个蜡部分组成。
当外壳完成时，有必要去除里面的蜡。这是通过将外壳放入蒸汽高压釜或直接放入预热炉来实现的。为了限度地减少因蜡膨胀引起的壳裂纹，有必要在几秒钟内达到脱蜡温度。当蜡熔化时，它通过组件的流道或浇道系统离开外壳。脱蜡后，贝壳可以存放在不受控制的环境中，直到计划铸造。
在铸造之前，首先对外壳进行烧制，以提高陶瓷的烧制强度（生坯或未烧制的外壳强度不足以容纳金属），其次是为了去除蜡的任何痕迹。正确烧制后，将从炉子中取出并立即无支撑地浇铸。金属通过流道或浇道系统进入外壳，这些系统必须设计合理，以防止由于浇注不当而导致冶金缺陷。
由于凝固过程中的金属收缩，大部分陶瓷外壳会从铸件上脱落；但是，需要额外清洁以去除所有外壳材料。这通常以机械和/或化学方式完成。
在的外壳移除之后，通过某种金属切割方式将单个铸件从浇注系统中移除。然后进行任何额外的清洁和加工步骤，以提供满足所有客户期望的完整熔模铸造。
固溶热处理等工艺对耐热钢使用寿命的影响
固溶热处理处理等工艺对耐热钢使用寿命的影响
对金属材料来说，采用不同的热处理工艺都会影响组织结构和晶粒大小，从而改变其热运动的难易程度。在铸件失效的分析中，有诸多因素导致失效，主要是热疲劳导致裂纹萌发和发展。相应的又有一系列因素影响裂纹的萌生和扩展，其中，硫含量极为重要，因为裂纹多沿硫化物发展。硫含量受原材料及其冶炼质量影响外，在氢气保护性气氛下工作的铸件，若氢气中含有将导致铸件渗硫。其次，固溶处理的充分与否将影响铸件的强韧性。
钴基合金的性能
钴基合金的性能
钴基高温合金中的碳化物是 MC﹑M23C6和M6C。在铸造钴基合金中，M23C6是缓慢冷却时在晶界和枝晶间析出的。在有些合金中，细小的M23C6能与基体γ形成共晶体。MC碳化物颗粒过大，不能对位错直接产生显着的影响，因而对合金的强化效果不明显，而细小弥散的碳化物则有良好的强化作用。位于晶界上的碳化物(主要是M23C6)能阻止晶界滑移，从而改善持久强度，钴基高温合金HA-31(X-40)的显微组织为弥散的强化相为 (CoCrW)6 C型碳化物。在某些钴基合金中会出现的拓扑密排相如西格玛相和Laves等是有害的，会使合金变脆。
钴基合金中碳化物的热稳定性较好。温度上升时﹐碳化物集聚长大速度比镍基合金中的γ 相长大速度要慢﹐重新回溶于基体的温度也较高(高可达1100℃)﹐因此在温度上升时﹐钴基合金的强度下降一般比较缓慢。钴基合金有很好的抗热腐蚀性能，钴基合金在这方面优于镍基合金的原因，是钴的硫化物熔点(如Co-Co4S3共晶，877℃)比镍的硫化物熔点(如Ni-Ni3S2共晶645℃)高，并且硫在钴中的扩散率比在镍中低得多。而且由于大多数钴基合金含铬量比镍基合金高，所以在合金表面能形成抵抗碱金属硫酸盐(如Na2SO4腐蚀的Cr2O3保护层)。但钴基合金能力通常比镍基合金低得多。
与其它高温合金不同，钴基高温合金不是由与基体牢固结合的有序沉淀相来强化，而是由已被固溶强化的奥氏体fcc基体和基体中分布少量碳化物组成。铸造钴基高温合金却是在很大程度上依靠碳化物强化。纯钴晶体在417℃以下是密排六方（hcp）晶体结构，在更高温度下转变为fcc。为了避免钴基高温合金在使用时发生这种转变，实际上所有钴基合金由镍合金化，以便在室温到熔点温度范围内使组织稳定化。钴基合金具有平坦的断裂应力-温度关系，但在1000℃以上却显示出比其他高温下具有优异的抗热腐蚀性能。
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