航空发动机|K417镍基铸造高温合金材料介绍航空发动机

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K417合金介绍
K417 是一种低密度、高强度的镍基铸造高温合金。其成分中高含量的铝和钛形成了 γ’ 强化相，约占合金重量的 67% 。因此，高温强度高，塑性较好，密度低（7.8g/cm3），特别适合高温转动件。但其结构稳定性较差，特别是当成分上限或铸造工艺参数控制不当时，零件在850~950℃长期工作时有析出片状 σ 相的倾向。它的耐热性和耐腐蚀性也很差。如果在高温下长时间使用，则需要进行保护涂层。该合金适用于制造燃气轮机零件和其他在950℃以下工作的高温零件。
【航空发动机|K417镍基铸造高温合金材料介绍】铸造高温合金是被直接用来生产航空发动机的导向叶片和涡轮叶片等关键零部件的重要材料。它的质量好坏关系到航空发动机的寿命和安全，因此，控制铸造高温合金零部件的质量历来得到国内外生产单位和冶金工作者的高度重视。
铸造高温合金因成分中活性元素较多，对杂质含量要求严格，故多采用双真空熔铸工艺，即将原材料先在真空感应炉内熔炼并铸造成母合金锭，然后再在真空感应炉内将母合金锭重熔并浇注成铸件。最初的高温合金母合金锭的质量对高温合金铸件的质量有很大影响，使用质量很差的母合金锭是不能生产出可靠的铸件的。航空发动机和工业燃气轮机的使用性能，通过其部件，终归还是取决于最初的高温合金母合金锭的质量。
K417合金成分

K417合金用途
K417 合金首先在1966年用作某航空涡轮喷气发动机一级涡轮叶片。其后，又用作该型发动机改型的一级和二级涡轮转子叶片，已成批生产。还用于制作涡轮增压器转子叶轮，火药起动机整体涡轮等，与该合金相似的IN100合金，在国外广泛用于各种航空发动机。
K417合金热导率

K417合金熔铸凝固中的电磁控制
(1) 在高温合金母合金锭真空熔铸的凝固过程中合理施加工频旋转电磁场或工频行波磁场，其在金属熔体中产生的电磁搅拌作用能够使K417高温合金母合金锭的等轴晶组织得到明显细化、等轴晶率也有所增加、夹杂物和中心缩孔的大小和分布得到明显改善、枝晶偏析大为减轻，从而使高温合金母合金锭的质量得到大幅提高。
(2) 采用传统真空熔铸工艺得到的K417高温合金母合金锭中存在着严重的枝晶偏析，其中，正偏析元素和其偏析严重程度顺序为Ti、Mo、Cr ，负偏析元素和其偏析严重程度顺序为VCo 。在高温合金母合金锭的凝固过程中施加旋转或者线性电磁搅拌能够促进液穴内熔体成分的均匀化并使等轴晶组织得到明显的细化和增加，从而减轻了高温合金母合金锭中枝晶偏析的程度。
(3) 在高温合金真空熔铸的凝固过程中合理施加旋转电磁搅拌或者线性电磁搅拌可以增加高温合金液态金属的补缩能力，从而使高温合金母合金锭中心缩孔的大小和分布得到明显改善，采用在浇注8秒后施加60A、30秒的工频单向旋转电磁搅拌工艺或者140A、30秒单侧向上的工频线性电磁搅拌工艺，能够使K417高温合金母合金锭的中心缩孔比率从54%降至35% ，这将有利于提高高温合金母合金锭的利用率。
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