K465合金是一种镍基沉淀硬化型高温合金,主要成分包括镍(余量)、铬(8.5%~9.5%)、钴(9.0%~11.0%)、钨(9.5%~11.0%)、钼(2.5%~3.5%)、铝(5.2%~5.9%)、钛(2.3%~2.9%),以及微量的铌、硼、锆等强化元素。其中高含量的钨和钼起固溶强化作用,铝、钛和铌则形成γ’相(Ni3Al型)实现沉淀强化,硼和锆用于强化晶界。
在力学性能方面,K465合金室温抗拉强度不低于980 MPa,屈服强度通常为750~850 MPa,断后伸长率约5%~8%。在900℃高温下,其抗拉强度仍可维持在约550 MPa,持久强度(100小时)在900℃时约150~200 MPa,在1000℃时约为80~100 MPa。硬度一般为HRC 32~38或HBS 300~350。该合金在900℃以下具有优异的抗高温氧化和抗燃气腐蚀能力,适合长期在高温氧化性气氛中工作。
工艺特性上,K465合金主要采用真空感应熔炼,并通常铸造成为精密铸件,不宜进行热加工变形。其热处理制度为标准固溶加时效处理:固溶温度为1180~1220℃,保温2~4小时后空冷或油冷;随后在900~1000℃进行4~16小时的时效处理,空冷。合金的可铸性良好,适宜制造形状复杂的空心涡轮叶片,但焊接性能较差,一般不建议进行焊补;机加工时因材料硬而韧,需使用硬质合金刀具并配合充分的冷却。
物理参数方面,K465的密度约为8.30~8.35 g/cm³,熔点范围为1320~1380℃。其线膨胀系数在20~100℃时约11.5×10⁻⁶/K,20~900℃时约15.0×10⁻⁶/K;热导率在室温约10~12 W/(m·K),在900℃时升至约22~25 W/(m·K)。合金的电阻率约为1.25 μΩ·m,弹性模量室温下约210 GPa,在900℃时降至约150 GPa。无磁性,且具有良好的热稳定性,但长期高温服役后会有少量γ’相粗化。
该合金主要应用于航空发动机涡轮叶片、导向叶片、高温螺栓及燃烧室部件,适合在900℃以下长期工作,短时使用温度可达1000℃。
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