DD406单晶合金热处理工艺

DD406单晶合金钛合金的密度一般在4.51g/立方厘米左右，仅为钢的60%，纯钛的密度才接近普通钢的密度，一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度，因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料，见表7-1，可制出单位强度高、刚性好、质轻的零部件。

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DD406
概述：DD406是我国研制的第二代镍基单晶高温合金，具有高温强度高、综合性能好、组织稳定及铸造工艺性能好等优点。与国外应用的第二代单晶高温合金PWA1484、ReneN5、CMSX-4相比，其拉伸性能、持久性能、蠕能、抗yang化性能及耐热腐蚀性能等均达到甚至部分超出其水平，且因其含Re量低而具有低成本的优势。适用制作具有复杂内腔的燃气涡轮在1100℃以下工作的涡轮工作叶片和1150℃以下工作的导向叶片等高温零件。

应用概况及特性：合金已被选用于制作多种先进航空发动机涡轮工作叶片与导向叶片，正在多种发动机上进行试车考核，并且该合金通过了某发动机的试车考核、飞行考核及设计定型技术鉴定。

化学成分
元素 C Cr Ni Co W Mo Al Ti
质量分数% 0.001—0.040 3.80—4.80 余 8.50—9.50 7.00—9.00 1.50—2.50 5.20—6.20 ≤0.10
元素 Fe Nb Ta Re Hf B Zr Mn
质量分数% ≤0.20 0.60—1.20 6.00—8.50 1.60—2.40 0.05—0.15 ≤0.02 ≤0.10 ≤0.15
元素 Si P S Cu Mg Ag Pb Sb
质量分数% ≤0.20 ≤0.018 ≤0.001 ≤0.05 ≤0.003 ≤0.0005 ≤0.0005 ≤0.001
元素 Bi Sn As Se Te Tl [H] [N] [O]
质量分数% ≤0.00005 ≤0.001 ≤0.001 ≤0.0005 ≤0.0001 ≤0.0001 ≤0.0005 ≤0.001 ≤0.0015

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DD406单晶合金 主要分类传统的划分高温合金材料可以根据以下3 种方式来进行: 按基体元素种类、合金强化类型、材料成型方式来进行划分。按基体元素种类铁基高温合金铁基高温合金又可称作耐热合金钢。 它的基体是Fe 元素，加入少量的Ni、Cr 等合金元素，耐热合金钢按其正火要求可分为马氏体、奥氏体、珠光体、铁素体耐热钢等。镍基高温合金镍基高温合金的含镍量在一半以上，适用于1 000℃以上的工作条件，采用固溶、时效的加工过程，可以使抗蠕能和抗压抗屈服强度大幅提升。目前就高温环境使用的高温合金来分析，使用镍基高温合金的范围远远超过铁基和钴基高温合金用处。同时镍基高温合金也是我国产量大、使用量大的一种高温合金． 很多涡轮发动机的涡轮叶片及燃烧室，甚至涡轮增压器也使用镍基合金作为制备材料。半个多世纪以来，航空发动机所应用的高温材料承受高温能力从20 世纪40 年代末的750℃提高到90 年代末的1 200℃应该说，这一巨大提升也促使铸造工艺加工及表面涂层等方面快速发展。钴基高温合金钴基高温合金是以钴为基体，钴含量大约占60%，同时需要加入Cr、Ni 等元素来提升高温合金的耐热性能，虽然这种高温合金耐热性能较好，但由于各个钴资源产量比较少，加工比较困难，因此用量不多。通常用于高温条件( 600 ～ 1 000℃) 和较长时间受复杂应力高温零部件，例如航空发动机的工作叶片、涡、燃烧室热端部件和航天发动机等。为了获得更优良的耐热性能，一般条件下要在制备时添加元素MO、Ti、Al、Co，以保证其优越的抗热抗疲劳性。

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1.过热 ——过热组织中残留奥氏体增多，尺寸稳定性下降。由于淬火组织过热，钢的晶体粗大，会导致零件的韧性下降，抗冲击性能降低，轴承的寿命也降低。过热严重甚至会造成淬火裂纹。 2.欠热 ——淬火温度偏低或冷却不良则会在显微组织中产生超过标准规定的托氏体组织，称为欠热组织，它使硬度下降，耐磨性急剧降低，影响材料寿命。 3.淬火裂纹 ——造成这种裂纹的原因有：由于淬火加热温度过高或冷却太急，热应力和金属质量体积变化时的组织应力大于钢材的抗断裂强度；工作表面的原有缺陷（如表面微细裂纹或划痕）或是钢材内部缺陷（如夹渣、严重的非金属夹杂物、白点、缩孔残余等）在淬火时形成应力集中；严重的表面脱碳和碳化物偏析；零件淬火后回火不足或未及时回火；前面工序造成的冷冲应力过大、锻造折叠、深的车削刀痕、油沟尖锐棱角等。总之，造成淬火裂纹的原因可能是上述因素的一种或多种，内应力的存在是形成淬火裂纹的主要原因。淬火裂纹的组织特征是裂纹两侧无脱碳现象，明显区别与锻造裂纹和材料裂纹。 4.热处理变形 ——在热处理时，存在有热应力和组织应力，这种内应力能相互叠加或部分抵消，是复杂多变的，因为它能随着加热温度、加热速度、冷却方式、冷却速度、零件形状和大小的变化而变化，所以热处理变形是难免的。 5.表面脱碳 ——在热处理过程中，如果是在氧化性介质中加热，表面会发生氧化作用使零件表面碳的质量分数减少，造成表面脱碳。表面脱碳层的深度超过后加工的留量就会使零件报废。表面脱碳层深度的测定在金相检验中可用金相法和显微硬度法。以表面层显微硬度分布曲线测量法为准，可做仲裁判据。 6.软点 ——由于加热不足，冷却不良，淬火作不当等原因造成的表面局部硬度不够的现象称为淬火软点。它象表面脱碳一样可以造成表面耐磨性和疲劳强度的严重下降。