K94100高温合金（百科）

K94100是一种铸造高温合金。

您可以将其理解为一种专为在极端高温和恶劣环境下工作而设计的超级金属。它通常用于航空航天和能源领域的关键部件。

下面详细介绍一下这种材料：

K94100 是什么材料？

材料类型： 铁镍基沉淀硬化型铸造高温合金

铸造高温合金： 意味着它主要通过精密铸造（如熔模铸造）的方式直接制成接近最终形状的复杂零件，而不是先铸成锭再锻压或轧制。

铁镍基： 其基体主要成分是铁（Fe）和镍（Ni），通常镍含量较高，以保证优异的高温组织稳定性。

沉淀硬化： 这是它获得强度的关键。通过在高温下进行“时效处理”，合金内部会析出极其细小的、弥散分布的强化相（如γ‘相或碳化物），这些颗粒能有效阻碍位错运动，从而大幅提高合金的强度和抗蠕变能力。

对应牌号：

K94100是中国国标（GB）中的牌号。

它在国际上最著名的对应牌号是Inconel 940，由美国的特殊金属公司（SMC）开发。

有时也可能见到UNS N30940这个编号。

主要特性

K94100的特性可以概括为以下几个方面：

1. 优异的高温强度与抗蠕变性能

这是其最核心的特性。在高达950°C的温度下，它依然能保持很高的强度，抵抗在持续应力和高温下缓慢塑性变形（即蠕变）的能力非常出色。这使得它非常适合制造在高温下承受巨大负荷的部件，如燃气轮机的涡轮叶片和导向器。

2. 出色的抗氧化和抗腐蚀能力

合金中含有大量的铬（Cr），使其表面能形成一层致密、稳定且具有保护性的氧化铬（Cr₂O₃）薄膜。这层膜可以阻止氧气继续向内扩散，从而在高达1175°C的高温下提供卓越的抗氧化能力。

同时，它也具有良好的抗燃气腐蚀（热腐蚀）能力。

3. 良好的焊接性能

与其他许多高性能高温合金相比，K94100的一个显著优点是易于焊接。它可以通过多种焊接工艺（如TIG、MIG、钎焊等）进行连接和修复，这对于制造和维修复杂构件至关重要。

4. 相对易于铸造

其成分设计使其具有良好的铸造流动性，能够填充复杂的模具型腔，获得完整性好的铸件。

化学成分（典型值， wt%）

元素

镍 (Ni)

铬 (Cr)

钴 (Co)

钼 (Mo)

铌 (Nb)

钛 (Ti)

铝 (Al)

铁 (Fe)

含量

余量

15.0-19.0

15.0-21.0

2.5-4.0

1.2-1.8

2.3-3.0

1.0-1.8

≤ 3.0

注：还含有少量的碳（C）、锰（Mn）、硅（Si）、磷（P）、硫（S）和硼（B）。

主要应用领域

由于其卓越的性能，K94100主要用于制造以下关键部件：

航空航天： 喷气发动机和燃气轮机的涡轮导向器叶片、燃烧室部件等。这些部件是发动机中温度最高、热冲击最剧烈的部分之一。

能源工业： 发电用燃气轮机的热端部件。

其他领域： 需要承受极端高温和腐蚀环境的其他工业设备。

总结

K94100（Inconel 940）是一种高性能的铸造高温合金，它以卓越的高温强度、出色的抗氧化/抗腐蚀性以及良好的可焊性而著称。它是制造先进航空发动机和重型燃气轮机核心热端部件的关键材料之一，代表了现代材料科学在极端环境应用上的高水平成就。

需要注意的是： 这类材料通常价格非常昂贵，加工（特别是热处理）工艺要求极为严格，以确保其性能得到充分发挥。