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2.2强化方式

结构强化：固溶强化、沉淀强化、晶界强韧化

工艺强化：粉末冶金、弥散强化、定向及单晶凝固

(1)结构强化

(a)固溶强化

固溶大量的Fe、Co、Cr、Mo、W、V等合金元素，半径均大于Ni，使Ni的

晶格膨胀，使γ基体晶格常数增大，形成长程应力场，阻碍位错运动。

Co含量对Ni-15Cr合金晶格常数的影响

Co含量/%010152025

晶格常数nm0.354160.354270.354310.354420.35442

第六章高温合金第二节Ni基高温合金1

2.2强化方式-结构强化

合金元素对Ni晶格常数的影响晶格常数的变化对Ni基二元合金屈

服强度增量的影响

第六章高温合金第二节Ni基高温合金

2.2强化方式-结构强化

Ni基高温合金固溶强化元素及其作用

Cr的作用固溶强化和抗氧化性；

W、Mo有效的固溶强化元素，W在γ和γ’中各占一半，强化两者；

Mo主要溶解于γ相，强化γ相；

Nb和Ta主要溶解于γ’；

Re是第二代、第三代单晶高温合金的主要固溶强化元素；

V提升Ni热加工塑性，少量V消除Fe基高温合金缺口敏感性；

Ru固溶强化，可抑制TCP相，改善高温蠕变强度。

第六章高温合金第二节Ni基高温合金

2.2强化方式-结构强化

(b)沉淀强化

通过高温固溶后淬火时效的方法，使过

饱和的固溶体中析出共格第二相的γ′,

γ″,碳化物等细小颗粒均匀分布基体

上，阻碍位错运动，起到强化作用。

沉淀强化与下列因素有关：

错配度、沉淀相尺寸、沉淀相含量

①错配度共格应力强化是γ′相强化的Ni-Al-M三元实验合金的硬度与点

阵错配度的关系

一个重要因素，错配度越大，强化越高。

第六章高温合金第二节Ni基高温合金

2.2强化方式-结构强化

②沉淀相尺寸。γ′相大小是一个

非常重要的参数，其存在一个

临界质点尺寸，临界尺寸处可

获得最大的强化效果。临界质

点尺寸与γ′相含量有关，γ′相

含量越多，临界尺寸越大。

一种铁基高温合金屈服强度增加与

γ’相平均质点尺寸的关系

第六章高温合金第二节Ni基高温合金

2.2强化方式-结构强化

③沉淀相含量。γ′相的量是获得强化效果的基本条件。对镍基合金，可以通过

加入铝、钛、铌等γ′相形成元素而大量增加γ′相含量，也可以用钴、铁、铬等

元素降低γ′相的溶解度来增加γ′相含量。

γ’相数量对Fe、Ni基高温合金室温Ni基高温合金中γ’相的体积分数对

屈服强度的影响815℃、1000h持久强度的影响

第六章高温合金第二节Ni基高温合金

2.2强化方式-结构强化

Al形成γ’-NiAl，在一定范围，随Al含量增加，γ