K418B铸造高温合金百科

K418B是一种广泛应用于中国制造的镍基沉淀硬化型高温合金。它通常被视为国际上广泛使用的 Inconel 718 合金的国产对应或改进型号之一。

下面详细介绍其特性和应用：

核心特性

K418B的特性源于其精密的合金设计和热处理工艺，主要特点如下：

优异的高温强度与抗蠕变性：

通过添加铝(Al)、钛(Ti)、铌(Nb)等元素，形成γ‘相 和γ“相进行沉淀强化。

在650°C至750°C的温度范围内，能保持极高的强度和抗蠕变能力，这是其最突出的优势。

良好的抗氧化和抗腐蚀性能：

含有铬(Cr)元素，能在表面形成致密的氧化铬保护膜，有效抵抗高温氧化和燃气腐蚀。

适用于高温含硫、氯等介质的复杂环境。

出色的疲劳性能：

包括高周疲劳和低周疲劳性能都很好，能承受发动机部件在高速旋转和热循环中产生的周期性应力。

良好的工艺性能（相对于其他高温合金）：

可焊接性：相对于许多铸造高温合金，K418B具有较好的焊接性能，能进行氩弧焊、电子束焊等。

可锻性：可以通过锻造等热加工方式成形。

热处理稳定性：热处理窗口相对较宽，性能可通过固溶处理和时效处理进行精确调控。

相对较好的长期组织稳定性：

在长期高温服役条件下，其主要强化相（γ“相）向稳定性较差的δ相转变的速度较慢，因此性能衰减相对较缓。

化学成分与热处理

主要元素：镍(Ni)为基体，含有大量的铬(Cr)、铁(Fe)、铌(Nb)、钼(Mo)，以及铝(Al)、钛(Ti)等强化元素。

关键强化相：γ“相，是一种体心四方结构的Ni3Nb相，是其高强度最主要的来源。

典型热处理：“固溶处理 + 时效处理”。先高温固溶使合金元素均匀溶解，然后在适中温度下进行长时间时效，使γ‘和γ“相细小、均匀地析出，达到峰值强度。

主要应用领域

得益于上述特性，K418B主要应用于要求极其苛刻的高温结构部件：

航空航天：

航空发动机的涡轮盘、压气机盘、涡轮叶片、紧固件。

火箭发动机的涡轮泵部件、高温承力结构件。

能源工业：

燃气轮机的涡轮盘、叶片、燃烧室部件。

动力与化工：

车辆和船舶用涡轮增压器的涡轮轮。

高温环境下的紧固件、弹簧、模具等。

不足之处

对热加工工艺敏感：锻造和热处理工艺控制不当易导致性能不均或裂纹。

中温敏感性：在约650-850°C范围内长期服役，可能导致韧性有所下降（与有害相的析出有关）。

成本较高：含有大量战略性金属元素，材料及加工成本高。

总结

K418B是一种综合性能极其优异的镍基高温合金，其核心优势在于在650-750°C高温下兼具超高强度、良好的抗疲劳、抗氧化性能以及相对可接受的工艺性。 它是现代航空发动机和重型燃气轮机等尖端装备中关键热端部件的首选材料之一，代表了高温结构材料领域的重要技术成就。