高溫合金(High-temperaturealloy)1高溫合金的定義和發(fā)展高溫合金的特性、分類及牌號高溫合金的高溫性能要求高溫合金的強化高溫合金的應用目錄21.高溫合金的定義和發(fā)展

高溫合金是指能在600~1200℃高溫下仍能保持按設計要求正常工作的金屬材料。

高溫合金的發(fā)展過程3高溫合金概述國外高溫合金發(fā)展狀況1929年：英美Meriea、Bedford和Pilling將少量的Ti和Al加入到80Ni-20Cr電工合金，蠕變顯著強化。1932年：美國Halliwell開發(fā)了含鋁、鈦的彌散強化型鎳基合金K42B，用以制造活塞式航空發(fā)動機的增壓渦輪。1937年：德Hansvonohain渦輪噴氣發(fā)動機Heinkel問世。1939年：英研制出Whittle渦輪噴氣發(fā)動機。1939年：英Mond鎳公司(國際鎳公司)研制出鎳基合金Nimonic75，準備用作Whittle發(fā)動機渦輪葉片，后為Nimonic80取代，其含鋁、鈦，蠕變性能比Nimonic75高50℃。

41941年：美國開始發(fā)展航空燃氣渦輪。1942年：Nimonic80用作渦輪噴氣發(fā)動機的葉片，成為最早的Ni3(A1，Ti)強化的渦輪葉片材料。此后，該公司在合金中加入硼、鋯、鈷、鉬等合金元素，相繼開發(fā)了Nimonic80A、Nimonic90等合金，形成Nimonic合金系列。1942年：HastelloyB鎳基合金用于GE公司的Bellp-59噴氣發(fā)動機及其后的I-40噴氣發(fā)動機。1944年：西屋公司的YanKee19A發(fā)動機采用鈷基合金HS23精密鑄造葉片。1950年美國出兵朝鮮，由于鈷的資源短缺，鎳基合金得到發(fā)展并被廣泛用作渦輪葉片。美國的PW公司、GE公司和特殊金屬公司分別開發(fā)出了Waspalloy、M-252和Udmit500等合金。并在這些合金發(fā)展基礎上，形成了Inconel、Mar-M和Udmit等牌號系列。5

制造工藝對高溫合金的發(fā)展起著極大的推進作用。二十世紀40年代～50年代中期：通過合金成分的調(diào)整來提高合金的性能。二十世紀40年代：出現(xiàn)了真空熔煉技術，去除合金中有害雜質(zhì)和氣體，精確控制合金成分，如Mar-M200、In100和B1900等高性能的鑄造高溫合金。二十世紀60年代：定向凝固、單晶合金、粉末冶金、機械合金化、陶瓷過濾、等溫鍛造等新型工藝的研究開發(fā)。其中定向凝固工藝所起的作用尤為重要，采用定向凝固工藝制出的單晶合金，其使用溫度接近合金熔點的90％，至今，各國先進航空發(fā)動機無不采用單晶高溫合金渦輪葉片。6我國高溫合金發(fā)展歷程1956年：正式開始研制生產(chǎn)高溫合金，第一種高溫合金是GH3030，用作WP－5火焰筒（殲-5），由撫順鋼廠、鞍山鋼鐵公司、冶金部鋼鐵研究總院、航空材料研究所和410廠共同試制1957年：通過長期試車后投入生產(chǎn)。1957年底，繼GH3030合金之后，WP－5發(fā)動機用的GH4033(DH437B)、K412合金相繼試制成功。1960年代初：先后研制成功GH4037、GH3039、GH3044、GH4049、GH3128、K417等高溫合金770年代初：高溫合金的生產(chǎn)試制和研究已初具規(guī)模，通過仿制、消化和發(fā)展蘇聯(lián)高溫合金為主體的合金及其工藝，質(zhì)量達到或超過蘇聯(lián)標準和實物水平。我國資源缺鎳少鈷，鐵基高溫合金的研制、生產(chǎn)和應用成為六七十年代的主線。至70年代初，研制生產(chǎn)的鐵基高溫合金牌號達33個，其中我國獨創(chuàng)的達18種之多。大量應用至今的有GHll40、GH2135、GH35A和K213等4種合金。70年代后：引進歐美發(fā)動機WS-8、WS-9、WZ-6、WZ-8，并研制生產(chǎn)WP－13等發(fā)動機，引進和試制了一批歐美體系的高溫合金，使我國高溫合金生產(chǎn)水平接近西方工業(yè)國家的水平。自行研究和開發(fā)了一批新的鎳基合金，如GH4133、GH4133B、GH3128、GHl70、K405、K423A、K419等。840多年來：研究、試制和生產(chǎn)了100多種高溫合金，總計產(chǎn)量達6萬t左右。生產(chǎn)高溫合金的裝備：大型真空感應爐、不同容量的電渣爐、1～7t大型真空電弧爐、200kg真空電子束爐以及大型快鍛、精鍛機、擠壓機、水壓機等設備。國際公認的工藝技術：低偏析新技術和加鎂微合金化技術。通過低偏析技術，控制雜質(zhì)元素磷、硫、硅等的低含量，創(chuàng)制了一系列低偏析合金，其承溫能力比原型合金高20℃～25℃。在國外加Mg凈化材質(zhì)和改善熱加工性能基礎上，我國七八十年代進一步發(fā)現(xiàn)Mg的偏聚晶界、改變晶界行為可顯著提高合金的持久強度和塑性等性能。1964年開始，高溫合金應用于民用工業(yè)部門，如柴油機增壓渦輪、地面燃氣輪機、煙氣輪機、核反應堆燃料空位格架等。在民用工業(yè)的推廣應用中，除傳統(tǒng)的高溫高強度的高溫合金外，還相繼開發(fā)出一批高溫耐磨和高溫耐蝕的高溫合金。92.高溫合金的特性、分類及牌號

耐熱合金和高溫合金的分類在高溫下合金能具有較高的強度，良好的疲勞性能、斷裂韌度，以及強的抗氧化和抗熱腐蝕性能，并保持良好的組織穩(wěn)定性和可靠的使用性能等綜合性能。10(1)鐵基（鐵鎳基）高溫合金鐵基高溫合金由奧氏體不銹鋼發(fā)展而來，在18-8型不銹鋼中加入鉬、鈮、鈦等合金元素，使其在500~700℃溫度下的持久強度提高。優(yōu)點：成本低，可用于制作一些使用溫度較低的航空發(fā)動機和工業(yè)燃氣機上的渦輪盤、導向葉片，以及一些承力件、緊固件等。缺點：鐵基高溫合金由于沉淀硬化型的組織不穩(wěn)定，抗氧化性差，高溫強度不夠，僅可使用于800℃，(2)鎳基高溫合金以鎳為基體，wNi>50%，可在700~1000℃溫度范圍內(nèi)使用。優(yōu)點：鎳基高溫合金可溶解較多的元素，具有較好的組織穩(wěn)定性，高溫強度較高，比鐵基高溫合金有更好的抗氧化性和抗腐蝕性。11(3)鈷基高溫合金wCo在40％~60％的奧氏體高溫合金，工作溫度可達730~1100℃。優(yōu)點：當溫度高于980℃時，其強度很高，抗熱疲勞、熱腐蝕和耐磨腐蝕性都很佳，適合于航空發(fā)動機，工業(yè)燃氣輪機，艦船燃氣輪機的導向葉片和噴嘴導向葉片以及柴油機的噴嘴等。缺點：一般鈷基高溫合金含wNi=10%~22%和wCr

=20%~30%，以及鎢、鉬、鉭、鈮等固溶強化和碳化物形成元素，其含碳量較高，是以碳化物為主要強化相的高溫合金，缺少共格類的強化相，中溫強度不如鎳基高溫合金。鈷是重要的戰(zhàn)略物質(zhì)，大多數(shù)國家缺乏，因此發(fā)展受到嚴重限制。12我國高溫合金：漢語拼音字母＋成形方式＋強化類型與基體組元變形高溫合金：“GH＋4位阿拉伯數(shù)字”“G”、“H”分別為“高”、“合”漢語拼音的第一個字母“GH”后的第一位數(shù)字為分類號：l和2——鐵基或鐵鎳基高溫合金3和4——鎳基合金5和6——鈷基合金1、3和5——固溶強化型2、4和6——時效沉淀強化型“GH”后的第2、3、4位數(shù)字則表示合金的編號。GH4169：時效沉淀強化型鎳基高溫合金，編號169鑄造高溫合金：“K＋3位阿拉伯數(shù)字”。“K”后第1位數(shù)字表示分類號，其含義與變形合金相同2、3位數(shù)字——合金編號。K418：時效沉淀強化型鎳基鑄造高溫合金，編號1813粉末高溫合金：“FGH”后跟阿拉伯數(shù)字表示焊接用的高溫合金絲：“HGH”后跟阿拉伯數(shù)字MGH——機械合金化粉末高溫合金DK——定向凝固高溫合金DD——單晶鑄造高溫合金70年代以前，我國高溫合金牌號簡單，變形高溫合金只有3位數(shù)字編號，鑄造高溫合金只有2位數(shù)字編號，即省略了前綴后的表示基體類別和強化型類別的第一位數(shù)字，如“K17”，即現(xiàn)在的“K417”，“GH39”即為現(xiàn)在的“GH3039”143.高溫合金的高溫性能要求高溫合金工作在600~1200℃，高溫性能要求：⑴高溫下的力學性能；⑵高溫下的抗腐蝕性能。(1)高溫下的力學性能

①持久強度指合金在一定溫度、一定時間下的斷裂強度。要求獲得此條件下的最大強度，以表示。其中A，B為材料常數(shù)，為時間(h)，是應力(MPa)。持久強度與溫度梯度和波動，材料的缺口和應力集中等因素有關。

②熱疲勞隨熱循環(huán)應力增加，循環(huán)溫度或平均溫度的增加而下降；循環(huán)頻率增加，熱疲勞強度增加。應力集中也會降低金屬熱疲勞強度。

③松弛零部件在長期應力作用下，其總變形不變，零部件所受的應力隨時間的增加而自發(fā)地逐漸降低的現(xiàn)象。此為為高溫下合金內(nèi)部組織不穩(wěn)定引起。15④蠕變指溫度高于0.5T熔點下，材料承受遠低于屈服強度的應力時，隨著時間的持續(xù)增加而產(chǎn)生的緩慢塑性變形的現(xiàn)象。典型的蠕變曲線見如圖所示，根據(jù)變形速率隨時間的變化，蠕變曲線可分為三個階段。

第一階段，即蠕變的減速階段。隨時間的增加，形變量增加，變形速率降低，見右圖的AB段。

第二階段，即恒定蠕變階段。此時蠕變變形速率隨加載時間的延長而保持不變，如BC段。

第三階段，蠕變的加速階段。蠕變形變速率顯著增加，當達圖中D點時，材料斷裂，溫度越高，承受力越大，蠕變斷裂時間越短。

典型的蠕變曲線16(2)抗腐蝕性提高抗氧化、硫化、氮化、碳化、熱腐蝕性，可采用在合金中加入其它元素，或在合金表面涂層的方法，如在合金的表面滲鋁、滲硅或鉻鋁、鉻硅共滲，陶瓷涂層等。

提高位錯在滑移面上運動的阻力，減緩位錯擴散型運動過程，改善晶界結構狀態(tài)，以增加晶界強化作用，或消除晶界在高溫時的薄弱環(huán)節(jié)，以提高高溫合金高溫力學性能。17鎳基高溫合金應用廣泛，鐵基高溫合金和鈷基高溫合金也有一定的應用。所有高溫合金都含有多種合金元素，有時多達幾十種。這些合金元素將產(chǎn)生合金強化。合金強化：加入的多種合金元素與基體元素(鎳、鐵或鈷)產(chǎn)生作用，從而產(chǎn)生強化效應：固溶強化第二相強化(沉淀析出強化和彌散相強化)晶界強化工藝強化：采用新工藝，或者改善冶煉、凝固結晶、熱加工、熱處理及表面處理等環(huán)節(jié)從而改善合金組織結構而強化。

高溫合金強化=合金強化+工藝強化4.高溫合金的強化18基體元素的作用鎳、鐵、鈷基三類高溫合金的合金強化特點：(1)鎳為面心立方結構，沒有同素異構轉變；鐵、鈷僅在高溫下為面心立方奧氏體結構，因此，鐵基和鈷基合金中須加入擴大奧氏體相區(qū)的合金元素。(2)鎳化學穩(wěn)定性較高，鈷和鐵抗氧化性低于鎳，但鈷抗熱腐蝕能力比鎳強；加鉻可顯著改善鎳基合金的抗氧性和鈷基合金的抗熱腐蝕性。(3)鎳的相穩(wěn)定性最好，鎳或鎳鉻基體可固溶更多的合金元素而不生成有害的相；鐵的相穩(wěn)定性最差，鐵或鐵鉻鎳基體只能固溶較少的合金元素，有強烈的析出各種有害相的傾向。(4)鐵的密度最小，但膨脹系數(shù)最大，導熱能力較好；鈷與鎳比較，其導熱性較好，膨脹系數(shù)較低，所以其熱疲勞性能較優(yōu)。鎳是一種最佳的基體金屬，使得鎳基高溫合金成為最佳的高溫合金系列。鈷基合金耐熱腐蝕及耐熱疲勞性能高，可以發(fā)揮其優(yōu)勢，有較長的使用壽命，適用于高溫低應力下長期使用的靜態(tài)部件。鐵基合金的使用溫度范圍較鎳基和鈷基低。19高溫合金的固溶強化從物理本質(zhì)分析，奧氏體固溶強化與下列因素相關：(1)溶劑原子與溶質(zhì)原子大小不同引起的畸變彈性應力場的作用。(2)溶劑和溶質(zhì)原子的彈性模量差別而產(chǎn)生的強化效應。(3)靜電交互作用引起的非均勻分布固溶強化。(4)化學交互作用引起的非均勻分布固溶強化。(5)短程有序原子分布引起的固溶強化。高溫合金的第二相強化

高溫合金第二相強化分為時效析出沉淀強化、鑄造第二相骨架強化和彌散質(zhì)點強化等。時效沉淀強化主要是γ′(Ni3A1Ti)，γ′′(NixNb)或碳化物的時效沉淀強化。彌散強化主要是氧化物質(zhì)點或其他化合物質(zhì)點的強化。鈷基鑄造合金常有碳化物骨架強化。20高溫合金的晶界強化

高溫形變時晶界區(qū)原子排列規(guī)則性被破壞，存在各種晶體缺陷。因此晶界在低溫形變條件下是位錯運動的阻礙，產(chǎn)生細化強化。但當溫度升高和應變速率降低時，晶界對位錯運動的阻礙作用降低，晶界區(qū)的積塞位錯易與晶界缺陷產(chǎn)生交互作用而消失，并產(chǎn)生晶界滑動及遷移。晶界滑動是晶界直接參與形變，有時晶界形變量可占總形變量的50%以上。這樣，高溫形變條件下晶界就成為薄弱環(huán)節(jié)。所以晶界強化是高溫合金的基本問題。強化晶界的方法：提高合金尤其是晶界的純潔度，并對晶界微合金化控制晶界尺寸、形狀和位向鎂的晶界強化作用機制：1)鎂強烈平衡偏析于晶界及相界。2)鎂改善晶界第二相形態(tài)。3鎂強烈提高晶界的性能。

21晶界控制晶粒大小及其與部件厚度比對力學性能有重要影響。大晶粒材料一般有較高的持久強度與蠕變強度，較小的蠕變速率。小晶粒材料卻表現(xiàn)出有較高的抗拉強度與疲勞強度。在高溫靜態(tài)下工作的材料晶?？梢钥刂频么笠恍?，對于在中溫動態(tài)下工作的材料晶粒則應小些。晶界的平直與彎曲對蠕變性能有重要的影響。晶界彎曲阻礙晶界滑動及楔形晶界裂紋的形成，阻止沿晶裂紋(孔洞)的連接。消除橫向(與外應力垂直方向)晶界可有效提高高溫強度。橫向晶界，甚至樹枝晶界，總是裂紋優(yōu)先形核與擴展的地點。所以消滅橫向晶界將會推遲蠕變裂紋的形成與擴展。進一步消滅晶界得到單晶合金，則性能又進一步提高。22高溫合金的強化工藝途徑形變熱處理強化：將形變與熱處理結合起來優(yōu)化合金的組織結構、提高合金強度的工藝。除了傳統(tǒng)的冷加工強化以外，高溫合金常采用中溫形變熱處理與高溫形變熱處理(或直接時效工藝)。中溫形變熱處理：是在低于再結晶溫度下進行適當?shù)男巫儯院笤贂r效處理或恢復去應力處理。中溫形變造成微觀組織與結構不均勻性，促進晶內(nèi)均勻細小析出，有利于碳化物等第二相在位錯等缺陷處析出及減小橫向晶界的作用(晶粒拉長)，從而提高合金強度。高溫形變熱處理：在再結晶溫度并進行熱加工。結合晶界相的控制優(yōu)化晶界組織，控制合適的晶粒大小及晶界形狀，也有利于以后進行直接時效處理(沒有固溶處理)時均勻細小析出，強化析出相與位錯的交互作用，從而提高強度。23復相組織強化復相組織是指尺度相差不多的兩個相的混合組織，如定向共晶組織和纖維強化高溫合金的組織復相組織的性能與兩個組成相都有關。單晶體位向與織構控制單晶體的位向對強度有重大影響。一般說[001]方向是強度高的方向，[111]及[011]方向次之?？焖倌坦に嚳焖倌虠l件下合金組織細化，偏析降低，固溶體基體過飽和度和缺陷增加，從而達到改善合金的組織。245.高溫合金的應用(1)航空發(fā)動機1)燃燒室部分壓縮空氣與燃料混合，在燃燒室燃燒，所產(chǎn)生的燃氣溫度在1500~2000℃之間。其余的壓縮空氣在燃燒室周圍流動，穿過室壁的槽孔使室壁保持冷卻。燃燒筒合金材料承受溫度可達800~900℃以上，局部可達1100℃。冷卻空氣與燃燒的氣體混合，使燃氣溫度降到1370℃以下?？梢姡紵冶诔芨邷赝?，還承受由于內(nèi)外壁溫度不同引起的熱應力作用。特別是在起飛、加速和停車時，溫度變化更為急劇。由于周期循環(huán)加熱冷卻，熱應力可達很大值，冷卻孔更易破壞、燃燒室常出現(xiàn)變形、翹曲、邊緣熱疲勞裂紋等。2)導向葉片導向葉片是調(diào)整從燃燒室出來的燃氣流動方向的部件。先進渦輪發(fā)動機導向葉片工作溫度可高達1100℃，但葉片承受的應力比較低，一般在70MPa以下。對材料要求是：高溫強度好，熱疲勞抗力佳，抗氧化、耐蝕性優(yōu)異，并具有一定的抗沖擊強度和組織穩(wěn)定性。253)動葉片動葉片是渦較發(fā)動機中工作條件最惡劣的部件。先進航空發(fā)動機的燃氣進口溫度已達1380℃，推力達226kN。渦輪葉片承受氣動力和離心力的作用，葉身部分承受拉應力大約140MPa；葉根部分承受平均應力為280~560MPa，相應的葉身承受溫度為650~980℃，葉根部分約為760℃。因此，動葉片材料要具有足夠的高溫拉伸強度、持久強度和蠕變強度，要有良好的疲勞強度及抗氧化、耐燃氣腐蝕性能和適當?shù)乃苄浴４送?，還要求長期組織穩(wěn)定性、良好的抗沖擊強度，可鑄性及較低的密度。4)渦輪盤航空發(fā)動機渦輪盤工作溫度在760℃左右，輪緣部分可達此溫度，而徑向盤心溫度逐漸降低，一般在300℃左右。輪盤正常運轉時，盤子帶著葉片、高速旋轉產(chǎn)生很大的離心力。停車、起動反復進行，形成周期疲勞。26(2)火箭發(fā)動機

下圖是液體燃料火箭發(fā)動機示意圖。透平泵機組的氣體發(fā)生器處于約1050℃的溫度下，由噴嘴中噴出的氣體的速度約為2500m/s。氣體靠近嘴壁處的溫度約為1350℃。對沒有特殊防護的一般金屬只能做短時忍耐。液體燃料火箭發(fā)動機示意圖1-噴嘴2-燃燒室3-混合帶4-噴射器5-主氣門6-氣體發(fā)生器7-渦輪機8-透平泵9-氧化劑10-壓縮氣11-燃料12-涂料13，14-金屬15-冷卻劑16-氣體(約2500m/s)27燃料箱、泵傳送器所用材料，特別需要化學穩(wěn)定性。液態(tài)氟以及作為氧化劑的發(fā)煙硝酸和四氧化氮，具有特別強烈的侵蝕性，除了在1000℃以上的工作溫度下出于腐蝕而引起的問題之外，流過的氣態(tài)燃燒產(chǎn)物也產(chǎn)生沖蝕性。火箭啟動時，在1~2s內(nèi)，其加速度是5-6倍于地球的引力加速度，由于加速度增高引起的高度過載，會對材料施加非常巨大的機械負荷，盡管元件所受應力是短時的，但由于其載荷的大小和方向急劇地發(fā)生變化，往往會引起疲勞斷裂。火箭本身重量必須盡可能的小，因此，金屬材料的比強度在火箭制造中具有特別重要的意義。彈道火箭進入大氣層時，熱流量為10000~25000kcal/(m2?s)，它在短時間內(nèi)，引起巨大的溫度梯度，長時間作用則會建立起平衡溫度。對金屬材料的耐熱性有特殊的要求。28國外長程大推力火箭發(fā)動機采用Inconel718合金制造高壓導管，國內(nèi)研制的GH169合金管的疲勞壽命約為1Cr18Ni9Ti鋼管的3倍以上，具有良好彎管和焊接等工藝性能，還可用于發(fā)動機渦輪轉子和主鈾。GH30金絲網(wǎng)多孔發(fā)散冷卻材料用于火箭發(fā)動機、制作噴注器面板，既作防熱材料又作結構材料使用。噴注器面板上固定有許多氫氣、氧氣噴嘴，氫氣和氧氣噴進燃燒室進行燃燒，面板兩側的溫度差異極大，一面為超低溫-150℃，另一面為超高溫3500℃。能承受發(fā)動機點火的瞬間產(chǎn)生強烈的振動使面板受到的較大沖擊載荷，并成功地用于通信衛(wèi)星上。GH131鐵基高溫合金旋壓管用于大型液體火箭發(fā)動機渦輪燃氣進氣導管，還用于900~1000℃使用的大型火箭發(fā)動機燃燒室、隔熱板、渦輪進氣導管，以及航空發(fā)動機的加力燃燒室、魚鱗片等。GH188A合金與國際上最高強化型-鈷基變形合金HS-188相當，用于液體火箭姿態(tài)控制器發(fā)動機頭部與身部結合處的高溫彈性密封件。29(3)燃氣輪機航空發(fā)動機的燃氣輪機材料要求在較高溫度下，具有較高的持久強度和塑性變形等特點，而使用期限較短；固定式燃氣輪機材料要求在較低溫度下使用期限很長。固定式燃氣輪機裝置的使用時間取決于它的用途和功率大小。大功率發(fā)電用的固定式裝置由于制造費用大，使用時間至少考慮為100000h；商船和熱力機車上的燃氣輪機裝置使用時間考慮在100000h之內(nèi)；軍用艦艇上的燃氣輪機裝置使用時間考慮10000~50000h。燃氣輪機的燃燒室、導向葉片、工作葉片、渦輪盤和轉子的要求與航空發(fā)動機相似。渦輪盤和氣缸法蘭盤的緊固螺栓，其工作溫度與渦輪盤及氣缸相同。燃氣輪機中的螺栓，有時必須在高達600~750℃的溫度下工作。對緊固螺栓材料的主要要求是高溫時應具有高的屈服強度和抗松弛性能。為了使連接的零件可以自由膨脹和減少溫差應力，螺栓和連接零件的材料應具有相同的熱膨脹性能。30537合金是在800~850℃工作溫度下長期使用的鎳基鑄造耐熱腐蝕合金，可用于地面燃氣輪機和艦用燃氣輪機上渦輪葉片的制作。合金800℃的抗拉強度可達800MPa以上；在815℃、430MPa下的持久壽命大于100h；800℃、220MPa下的持久壽命大于20000h；抗熱腐蝕性能相當于國外的IN-738合金，但不含價格昂貴的稀有金屬鉭，成本低。543合金具有良好的高溫組織穩(wěn)定性。在800℃、經(jīng)8000h時效后沒有發(fā)現(xiàn)有害相。543合金可用作在700~750℃環(huán)境下長期使用的燃氣輪機動葉片材料。GH333系鎳基高溫耐蝕合金，工作溫度可達900℃，用于制造燃氣輪機火焰筒、過渡段等燃燒部件。31(4)汽油及柴油發(fā)動機1)排氣閥工作溫度一般為600~800℃，最高可達850℃以上。由于氣閥的高速運動和頻繁的啟動．除了可能出現(xiàn)機械疲勞外，在氣閥頭部也可能產(chǎn)生冷熱疲勞。為了避免“爆振”，常在汽油中加入乙基鉛、溴化鉛等抗爆劑，所以汽車發(fā)動機排氣閥要求抗PbO腐蝕。重油中，含釩、硫、鈉等，故柴油機排氣閥要求抗V2O3,，鈉和硫的腐蝕。2)燒嘴船舶、油田鉆機、機車、挖掘機等柴油機預燃燒室燒嘴，在800~900℃長時間使用，要求組織性能穩(wěn)定，抗熱循環(huán)疲勞性能良好，膨脹系數(shù)較低。GH128和RA333高溫合金用于12V180Z型柴油機預燃燒室燒嘴，GH128壽命達到4000h，最高達8408h；RA333最高壽命達11600h。另有PZ502合金的性能與RA333合金噴嘴相當，且強度高、切削性能好、成本低，在各種發(fā)電機、船舶主機上使用。323)熱發(fā)生器作為排氣凈化裝置，熱發(fā)生器工作溫度達1000℃。隨著發(fā)動機的起動-停車的間斷加熱條件，促使氧化膜破壞和剝落。與排氣閥相同，尤其使用高鉛汽油，由于鉛化合物產(chǎn)生加速氧化；另外，因排氣中低氧壓的緣故，大氣中微量的SO2和硫酸鹽容易引起硫化。

4)增壓器柴油機發(fā)展中增壓技術，廢氣增壓渦輪，是利用氣缸排出的廢氣帶動，以增加進氣壓力，加大進氣量，從而加強燃燒。采用廢氣渦輪增壓，可成倍地提高柴油機功率，大幅度降低單位功率，具有重大的經(jīng)濟效益。我國的K13合金，是一種Fe-Ni-Cr基鑄造高溫合金，與國外采用Incone1713和X40合金相比，含鎳少，不含鈷。K13合金大量用于制造渦輪和葉片鑄件，是750℃環(huán)境理想的增壓渦輪材料。K18合金是不含鈷的鎳基鑄造高溫合金。合金密度小，具有良好的綜合性能，組織穩(wěn)定性和鑄造工藝性能佳。在較寬的溫度范圍內(nèi)可用作燃氣渦輪工作葉片、導向葉片、整鑄渦輪和柴油機增壓器。33(5)核工業(yè)1)核包殼燃料元件包殼管壁承受600~800℃高溫，且壁又薄，所以材料必須具有高的蠕變強度。在液體金屬冷卻反應堆中，使用氧化物燃料時，包殼受到的應力約為120~150MPa。材料在上述條件下會出現(xiàn)嚴重的塑性變形，從而造成燃料元件的提前斷裂。在燃料元件使用壽命終期，包殼受到的機械應力是最大的，因而對其機械性能要求也高。燃料元件包殼材料外部受冷卻劑的侵蝕，內(nèi)部受燃料的侵蝕，所以作為燃料元件包殼材料的耐腐蝕率也有高的要求。對鐵基和鎳基合金來說，還有金屬的溶解腐蝕，鎳含量高時，腐蝕率顯著增高。燃料元件的包殼除受冷卻劑的腐蝕以外，與燃料的化學反應、輻照損壞也是可能導致包殼材料的重要問題之一，對快速中子增殖反應堆燃料包殼材料具有重要影響的還有高溫脆性。鈉冷反應堆燃料包殼材料一般有三大類：不銹鋼、鎳基合金和難熔金屬及其合金。鎳基合金有Hastelloy、Incoloy800、Nimonic80A等。342)燃料元件定位架它處于高溫、高壓、高通量輻照等苛刻條件下工作，要求材料有較好的綜合性能。GH169A合金冷軋帶材具有良好的冷沖壓性能和釬焊性能，能滿足要求。3)高溫氣體爐這是將氦氣作為冷卻介質(zhì)的反應堆，可獲得750~1000