Page 18 - 数值模拟驱动的高温合金热加工技术

Numerical Simulation Driven Hot Working Technology for High-temperature Alloys
数值模拟驱动的高温合金热加工技术

用温度范围相对较窄。镍基高温合金则含有超过一半的镍，具有出色的高温强度
和广泛的适用范围。这类合金以镍为基体，通过加入铝、钛等元素形成 γ' 相进
行强化，展现出优异的抗氧化和抗蠕变性能，是航空喷气发动机和工业燃气轮机

核心部件的理想选择。钴基高温合金以钴为基体，加入 Cr、Ni 等元素提升耐热
性能。尽管其耐高温能力强，但受限于钴资源的稀缺性和加工难度，用量相对较
少，主要应用于航空发动机的工作叶片、涡轮盘等关键部件。
2. 按加工方式划分

高温合金可分为变形高温合金、铸造高温合金和粉末冶金高温合金。变形高
温合金具有良好的塑性，可通过锻造、轧制等方式加工成各种形状的零件，兼具
良好的力学性能和抗腐蚀性能。铸造高温合金则可直接用于制备零部件，包括普
通精密铸造合金、定向凝固合金和单晶合金等多种类型。粉末冶金高温合金具有

组织均匀、性能优越的特点，采用液态金属雾化或高能球磨机制粉，晶粒细小，
成分和组织均匀，显著提高了热加工性能，使得粉末法难以变形的铸造高温合金
变得可变形，包括普通粉末冶金和氧化物弥散强化高温合金。
3. 按强化方式划分

高温合金还可根据强化方式分为固溶强化型和时效沉淀强化型。固溶强化型
高温合金通过固溶处理提高强度，而时效沉淀强化型高温合金则通过时效处理使
沉淀相析出，进一步强化合金性能。
高温合金的强化方式多样，主要包括固溶强化、沉淀强化、氧化物弥散强化

以及纤维强化。固溶强化型高温合金通过融入合金元素，引发固溶体基体点阵的
畸变，进而增加滑移的难度，最终提升合金的强度。而时效沉淀强化型高温合金
则经过固溶处理和冷塑性变形后，在高温环境下保持一段时间，促使第二相的析
出并实现弥散分布，以此达到强化效果。此外，氧化物弥散强化型高温合金采用

独特的机械合金化技术，使得超细且高温稳定的氧化物弥散强化相能够均匀地分
布在合金基体中，展现出卓越的高温蠕变性能、高温抗氧化性能，以及抗碳、硫
腐蚀的性能。尽管纤维强化型高温合金的相关资料目前较为有限，但其在高温合
金领域无疑也发挥着独特且不可替代的作用。

（三）高温合金的特点
高温合金在高温环境下展现出众多卓越特性，这些特性主要涵盖以下几个方面：
机械强度与抗蠕变性。例如，GH90 高温合金，这是一种 Ni-Cr-Co 基沉淀硬

2