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cast ironbase superalloy
简介
以铁为主要成分的铸造高温合金。它是一类可在600～850℃温度、一定应力和氧化、腐蚀条件下应用的奥氏体合金。因含有较多镍，又称铁镍基铸造高温合金。铁基铸造高温合金大多是从铁基变形高温合金演变来的。由于铁基铸造高温合金长于中温应用、工艺简单和经济等原因，许多国家都发展了这类合金。在美国，多数铁基高温合金都可以变形和铸造两种状态使用，如A-286、N155和Inconel718等;仅有少数合金是铸造型的，如HK40和CRMD等。前苏联则拥有专用的铁基铸造高温合金系列：ВЛ7-20、ВЛ7-45У和ВЖ36-Л3等。中国，从60年代起，结合自己资源条件，不仅研究并生产了“K型”铁基铸造高温合金如K211、K213、K214、K32、K136，而且在理论上也有所发展。表中列出中国典型的铁基铸造高温合金成分。
中国典型的铁基铸造高温合金
| 合金牌号 | 成 分/% | |||||||||
| C | Cr | Ni | W | Mo | Al | Ti | V | B | Fe | |
| K213 | ≤0.1 | 15 | 36 | 5.5 | – | 1.7 | 3.5 | – | 0.08 | 基 |
| K32 | ≤0.1 | 15 | 40 | 4.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | – | 0.025 | 基 |
| K211 | 0.15 | 20 | 46 | 8.0 | – | – | – | – | 0.02 | 基 |
| K214 | <0.1 | 12 | 43 | 7.5 | – | 2.2 | 4.6 | – | 0.10 | 基 |
| K136 | ≤0.06 | 14 | 26 | 1.4 | – | ≤0.35 | 3.0 | 0.05 | 0.02 | 基 |
添加元素 铁基铸造高温合金中，铁和镍是形成γ奥氏体基体的两个重要元素。铬也溶于γ基体，但主要起改善合金的抗氧化和抗腐蚀性的作用。为了强化固溶体，不少合金加钨，有些同时还添加钼。钛、铝和铌与足够量的镍能形成γ′和γ″型金属间化合物相(见高温合金材料的金属间化合物相);而铬、钼、铌和钒等同碳能形成诸如M23C6、M6C和MC等碳化物(见高温合金材料的间隙相)，这两种类型的化合物对合金起时效强化作用。此外，这类合金一般还都含有少量的硼或铈、锆强化晶界。铸造合金中的硼含量都比变形合金中的高，这一方面是形成一些有益的硼化物如M3B2等，但主要是用来提高高温合金铸造工艺性能。
应用 铁基铸造高温合金组织稳定性较低，易于析出一些不利相如η、δ、σ、Laves、μ、G和Y相等(见高温合金材料的金属间化合物相)，强化相数量不高，抗氧化和耐腐蚀性较差以及铸造合金脆性大，在使用上受到一定限制。铁基铸造高温合金可以铸态使用，但越来越多地在经均匀化或其他改善性能的热处理后使用。这类合金主要用于制造：在中温下运行的燃气和烟气轮机的转子叶片和导向叶片，整体铸造的增压涡轮，喷嘴导向叶片，隔热屏以及石油化工设备的一些零部件。