K213（K13）铸造合金（百科）

K213（有时简写或误称为K13）是一种镍基铸造高温合金。它属于我国自主研发的合金系列，广泛应用于航空航天、燃气轮机等高温部件。

以下是关于K213材料的详细介绍：

核心身份与对应牌号

中国牌号：K213。这是其最准确和标准的名称。

曾用/参考牌号：有时会看到 K13 的写法，这通常是对K213的简写或历史沿用，但正式标准中应为K213。它与前苏联的 ЖС6У 合金在成分和性能上非常相似，可以看作是同类材料。

类型：沉淀强化型等轴晶铸造高温合金。

主要化学成分特点

其高性能源于精密的合金化设计，主要元素包括：

镍：基体元素，提供稳定的面心立方结构。

铬：提供优异的抗氧化和抗热腐蚀能力。

钨和钼：主要的固溶强化元素，有效提高合金的高温强度。

铝和钛：形成关键的强化相 γ'相。铝和钛的含量较高，能析出大量弥散分布的Ni₃Al型γ'相，这是合金在高温下保持高强度的核心。

碳：形成碳化物，强化晶界。

微量硼、锆：进一步净化并强化晶界，提高蠕变性能。

核心特性

优异的高温强度：在 750~950℃ 的温度区间内具有很高的抗拉强度、持久强度和蠕变强度。其使用温度最高可达约1000℃。

良好的抗氧化和抗热腐蚀性能：较高的铬含量使其能够耐受高温燃气环境的氧化和硫化腐蚀。

较高的疲劳性能：在高温交变载荷下表现出良好的抗疲劳能力。

铸造工艺性：

主要通过精密铸造（如熔模铸造）成型，可直接铸造成形状复杂的空心涡轮叶片等部件。

其铸造性能尚可，但流动性不如某些低合金化高温合金。

焊接性较差，一般不作为焊接结构件使用，修复焊接也需要特殊工艺。

热处理制度

通常采用双重时效处理，例如：
1210℃ × 4小时，空冷 + 1050℃ × 4小时，空冷 + 850℃ × 16小时，空冷。
目的是使强化相γ'以最优化的大小和形态析出，达到强度与塑性的最佳匹配。

典型应用

主要用于制造高温、高应力、但转动速度相对较低的关键部件，例如：

航空发动机：涡轮导向叶片、燃气涡轮的定子叶片。

燃气轮机：静止的喷嘴环、导向器叶片等热端部件。

某些航天器和工业用高温炉构件。

总结与比较

特性

描述

优点

高温强度极高，抗氧化腐蚀性好，综合性能在950℃以下的铸造高温合金中非常突出。

缺点

密度较大，塑性相对较低，对铸造缺陷敏感，焊接性差，成本高昂。

与K418B等对比

K213的铝钛含量更高，γ'强化相数量更多，因此高温绝对强度通常优于K418B，但组织稳定性和抗冷热疲劳性能可能稍逊。它属于更“强硬”但略“脆”的一类铸造合金。

简单来说，K213是一种“为高温而生”的铸造合金，它以卓越的耐热强度和抗腐蚀能力为核心，专为承受极端高温静止或低周载荷的部件设计。 如果您看到“K13”的称呼，在绝大多数工程语境下，指的就是K213。