Inconel783高温合金介绍

Inconel783（以下简称IN783）合金是２０世纪９０年代由美国 ＳｐｅｃｉａｌＭｅｔａｌ公司开发的用于制造第四代航空发动机的一种铁－镍－钴基抗氧化低膨胀高温合金。随着超超临界汽轮机技术的兴起与发展，该合金也被用作超超临界机组中高温螺栓等主要部件的原材料。相对于其它低膨胀铁－镍－钴高温合金,IN783合金中大幅度提高了铝元素的含量，使其在时效处理中沿晶界析出β－ＮｉＡｌ相，从而显著提高了合金的高温持久寿命和应力加速晶界氧化（ＳＡＧＢＯ）抗力。IN783合金对热加工（热锻、热轧等）和热处理（固溶、时效等）工艺有严格的要求，而热处理前的热加工变形过程对最终合金中的析出相、晶粒尺寸及性能有着重要的影响一般情况下，该合金的大型锻件在热加工前都需要对铸锭进行长时间的扩散退火处理以减轻或者消除铸锭中的枝晶偏析。β－ＮｉＡｌ相的析出与合金元素及热处理工艺密切相关，并影响着合金的力学性能。

Inconel783高温合金元素表

Inconel783合金基体元素的作用

Fe-Co-Ni 系列低膨胀高温合金是在因瓦合金和超因瓦合金基础上发展起来的，主要基体元素为铁、钴、镍构成。镍的晶体结构为面心立方结构，不具有同素异构转变，铁在室温下的晶体结构为体心立方，钴在室温下为密排六方结构，但是铁和钴存在同素异构转变，高温条件下都会转变成面心立方奥氏体结构。面心立方结构比体心立方更易于原子扩散，因此面心立方结构奥氏体具有良好的高温性能，所以具有 FCC 结构的奥氏体基体是高温合金设计基础。因此，添加镍元素是为了在铁基、钴基合金中获得稳定奥氏体基体，使得合金在低温状态下仍然保持面心立方奥氏体结构，同时加入镍合金相稳定性得到改善，并提高合金抗腐蚀能力。并且通过调整铁、钴、镍之间的成分含量关系，会对低膨胀高温合金的高温性能产生影响，其中特别是对合金的热膨胀性能影响很大。

Inconel783合金时效热处理

Inconel783合金是一种控制低热膨胀、抗氧化的γ-γ′-β合金，在空气环境中具有持续载荷抗裂纹扩展的能力。抗环境裂纹扩展性可由成分（优化的Co/Ni比和Cr含量）和热处理的控制获得。抗裂纹扩展性在应力强度为20-60MPa范围内基本上与Inconel718合金相当。抗环境裂纹扩展性的获得可通过控制细的β相颗粒在晶界上的析出，即可通过热机械加工结合细晶退火（980℃），但最好通过固溶退火（1120℃）和中间β再析出热处理（845℃×2～4小时，空冷）来获得抗裂纹扩展性。主要强化是通过γ′时效处理：在718℃时效热处理8小时，炉冷至621℃，保温8小时，空冷来实现的。

Inconel783高温合金热处理后的硬度