K438合金概述

K438是耐熱腐蝕性能最優(yōu)的鑄造鎳基高溫合金之一，其成分和性能與國(guó)外廣泛應(yīng)用的IN738相當(dāng)。該合金不僅具有優(yōu)異的耐熱腐蝕性能，還具備中等水平的高溫強(qiáng)度和良好的組織穩(wěn)定性，廣泛應(yīng)用于900℃以下工作的長(zhǎng)壽命艦船和地面工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)的渦輪工作葉片和導(dǎo)向葉片，同時(shí)適用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪零件。

材料牌號(hào)：K438（又稱K38、M38）。

相近牌號(hào)：IN738（美國(guó)）。

材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：YB/T 5248—1993《鑄造高溫合金母合金》。

化學(xué)成分（單位：%）見(jiàn)表。

物理及化學(xué)性能 ?熱性能：

熔化溫度范圍：1260～1330℃。

力學(xué)性能 測(cè)試力學(xué)性能的試樣采用熔模精鑄法成形，并在機(jī)加工前經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)熱處理。 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能見(jiàn)表。

表：

組織結(jié)構(gòu)

相變溫度：Y-Y'共晶組織和Y相在1150℃完全溶解。

時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線。

合金組織結(jié)構(gòu)：合金的組成相有Y固溶體、Y'相、MC和M?3Cs碳化物、M?B?硼化物和微量的Y相。Y相占合金重量的47%～49%。在750～900℃長(zhǎng)期時(shí)效過(guò)程中，MC分解，析出MCs，同時(shí)Y'相聚集長(zhǎng)大。在不同溫度時(shí)效5000h后的Y相平均尺寸見(jiàn)表4-1。在長(zhǎng)期時(shí)效過(guò)程中，晶界上形成MaC?+Y網(wǎng)絡(luò)狀物，它對(duì)合金的高溫強(qiáng)度、塑性和韌性有利。合金長(zhǎng)期時(shí)效過(guò)程中不析出片狀a相，但當(dāng)零件過(guò)厚和澆注工藝不適當(dāng)時(shí)，最后凝固區(qū)域會(huì)有少量a相析出。

表：

工藝性能與要求

?成形性能：鑄造性能良好，可鑄出小余量的精鑄渦輪葉片及其他零件。

零件熱處理工藝：1120℃，2小時(shí)，空冷+850℃，24小時(shí)，空冷。厚大葉片固溶處理后必須鼓風(fēng)冷卻。如果冷卻速度緩慢，合金的持久性能將明顯下降。無(wú)余量精鑄零件熱處理過(guò)程中應(yīng)控制熱處理氣氛，避免表面合金元素貧化、氧化或者晶間腐蝕等現(xiàn)象。

表面處理工藝：渦輪葉片表面可采用料漿法滲鋁。零件涂料漿后可結(jié)合熱處理制度進(jìn)行熱擴(kuò)散處理。另外也可采用鉑-鉻-鋁涂層，電鍍7μm鉑層后，再滲鉻鋁涂層，可使合金的耐熱腐蝕性能提高一倍以上。此外，渦輪葉片的榫齒可進(jìn)行噴丸強(qiáng)化處理，以提高疲勞性能。

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