氧化物彌散強化高溫合金(oxicde?dispersion?streng-thened?superalloy)

以一種超細氧化物質點極其均勻地分布于基體中(在高溫起強化作用)的粉末冶金高溫合金。簡稱ODS高溫合金。O DS高溫合金中，氧化物質點的選擇是關鍵。應該選擇生成熱高、熔點高且化學結構穩(wěn)定、不溶于基體、擴散速率小、相界面能低和與基體結合牢固的氧化物質點。符合上述條件的氧化物質點有ThO₂和Y₂O₃。ThO₂具有放射性，因此Y₂O₃氧化物成為世界各國都采用的主要彌散相。氧化物彌散相含量提高，雖然能使合金強度上升，但塑性降低太大，故含量要適當，一般在0.5％～2％之間。當彌散相含量一定時，ODS高溫合金的力學性能在很大程度上取決于彌散相質點的大小和分布。要求彌散相質點的顆粒尺寸小于0．05μm，分布均勻，顆粒間距最好控制在0.01～0.1μm范圍內。變形高溫合金和鑄造高溫合金的時效強化(見高溫合金強化)都是依靠第二相從基體析出來實現(xiàn)的，當溫度高于固溶溫度時，就會失去強化作用，因此其最高工作溫度必然受強化相固溶溫度的限制。ODS高溫合金中的氧化物質點是外來添加的，熔點高、化學性能和結構穩(wěn)定，不與基體發(fā)生反應，因此突破了固溶溫度的極限。

特點?? ODS高溫合金有如下幾個特點：(1)使用溫度高。普通高溫合金的強度只能保持到0.7Tm (Tm是合金的熔點)，而ODS高溫合金的強度可以保持到0.857?Tm ，從而使工作溫度提高100～200^oC。(2)屈服強度高。ODS高溫合金的屈服強度不但絕對值很高，而且接近拉伸強度。(3)高溫蠕變性能好。ODS高溫合金在高溫下長期工作后，顯微組織仍然穩(wěn)定，因而顯示出其突出的高溫蠕變性能。

制備方法??? 制備ODS高溫合金的工藝有化學共沉淀法、內氧化法、熱解法和機械混合法等，其中化學共沉淀法是比較成熟的方法。該工藝是將合金組成元素的水溶性鹽配制成混合水溶液，然后與沉淀劑反應生成共沉淀物，經過洗滌、干燥、分解還原成金屬粉末，不能還原的氧化物留作彌散強化相顆粒存在于金屬中，然后按一般粉末冶金法加工成形。1960年美國杜邦公司發(fā)明該法并獲得專利，制造出世界第一個ODS合金TD—Ni，爾后又出現(xiàn)TD—Ni—Cr、TD—Ni—Cr-Mo等ODS高溫合金。中國于1965年開始進行了這方面的研究，并建成了小批量生產基地。表中列出了美國研制的ODS高溫合金的成分。化學共沉淀法工藝也有其局限性，鋁、鈦的氧化物在鎳基合金熔點上下很難被氫還原，因此該工藝無法獲得高溫合金賴以時效強化的合金元素鋁和鈦。

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