高溫合金或高性能合金是在高溫下具有優異強度和表面穩定性的有色合金。它們可以在更高的熔點(高達 85% 的熔點 (T m ) 以開爾文度數表示0.85)安全運行是它們的關鍵特征。高溫合金通常高于 540 °C (1000 °F) 在溫度下使用，因為在這些溫度下，普通鋼和鈦合金會失去強度，鋼會在這個溫度下腐蝕。高溫合金保持機械強度、表面穩定性、耐腐蝕性或抗氧化性。一些鎳基超級合金可以承受超過 1200°C 溫度取決于合金的成分。雖然晶界可以提供強度，但超級合金通常以單晶形式鑄造，但會降低抗蠕變性。

　　它們最初用于飛機活塞發動機渦輪增壓器。如今，最常見的應用是飛機渦輪部件，它必須在合理的時間內承受嚴重的氧化環境和高溫暴露。目前的應用包括：

　　飛機燃氣輪機

　　汽輪機發電廠

　　醫療應用

　　航天器和火箭發動機

　　熱處理設備

　　核電廠

　　鎳是高溫合金的基本要素，高溫合金是一組用于噴氣發動機的鎳、鐵鎳和鈷合金。這些金屬具有優空航天結構材料的溫度下，這些金屬具有優異的抗熱蠕變變形能力，保持其剛度、強度、韌性和尺寸穩定性。

　　55%

　　21%

　　14%

　　目前，鎳基高溫合金占先進飛機發動機的重量 50% 以上。鎳基高溫合金包括固溶強化合金和及時硬化合金。時效硬化合金分散 Ni 奧氏體相關沉淀 (fcc) 基體組成(Al,Ti) 具有 fcc 金屬間化合物的結構。鎳基高溫合金是以鎳為主要合金元素的合金，首選葉片材料，而不是鈷基或鐵基高溫合金。鎳基高溫合金在高溫下具有高強度、高蠕變和耐腐蝕性。渦輪葉片通常以定向凝固或單晶形式鑄造。渦輪級第一排主要采用單晶葉片。

　　一般來說，Inconel是 Special Metals 奧氏體鎳鉻基高溫合金系列注冊商標。Inconel 718是一種高強度、耐高溫的鎳基高溫合金。它還具有優異的耐腐蝕性和抗氧化性。Inconel 固溶強化或沉淀硬化產生的高溫強度取決于合金。Inconel 718 由 55% 的鎳、21% 的鉻、6% 鐵由少量錳、碳和銅組成。

　　航空航天等高科技產業常用高溫合金。這種高溫合金在極高溫下具有耐腐蝕性和材料強度，在核工業中表現良好。鎳基高溫合金用于一些核電站的反應堆芯、控制棒和類似部件。在核工業中，特別是低鈷高溫合金(因為鈷可能被激活) 59)。核燃料部件的一些結構部件，如頂部和底部噴嘴，可以由高溫合金制成 Inconel 制成。間隔柵通常由低熱中子吸收截面的耐腐蝕材料制成，通常是鋯合金(~ 0.18 × 10 –24厘米2)。第一個和最后一個間隔網格也可以由低鈷鉻鎳鐵合金制成，非常適合在極端壓力和熱環境

　　蠕變，又稱冷流，是在恒定載荷或應力下隨時間增加的永久變形。在長期加熱的材料中，由于長期暴露在較大的外部機械應力中而引起的屈服極限更為嚴重。變形率是材料特性、暴露時間、暴露溫度和施加結構載荷的函數。如果我們在高溫下使用材料，蠕變是一個非常重要的現象。蠕變在電力工業中非常重要，在噴氣發動機的設計中也是最重要的。破裂時間是許多使用壽命相對較短的蠕變(如軍用飛機上的渦輪葉片)的主要因素。當然，蠕變試驗必須確定，直到失效；這些被稱為蠕變斷裂試驗。

　　材料的抗蠕變性受擴散率、沉淀物和晶粒尺寸的影響。一般來說，預防金屬蠕變的一般方法有三種。一種方法是使用熔點較高的金屬，第二種方法是使用晶粒尺寸較大的材料，第三種方法是使用合金化。身心立方體 (BCC) 金屬在高溫下抗蠕變性差。因此，基于 Co、Ni 和 Fe 高溫合金(通常是面心立方奧氏體合金)可設計為高抗蠕變性，因此已成為高溫環境中的理想材料。

　　應力腐蝕開裂(SCC)它是最嚴重的冶金問題之一，也是核工業的主要問題之一。應力腐蝕開裂是外拉應力和腐蝕環境的結果，兩者都是必要的。SCC 在拉應力的作用下，晶間腐蝕發生。低合金鋼不如高合金鋼敏感，但在含氯離子的水中容易發生 SCC。但鎳基合金不受氯離子或氫氧根離子的影響。鎳基合金耐應力腐蝕開裂的一個例子是 Inconel。

　　材料屬性密集，這意味著它們與質量無關，并可能隨時隨地改變系統的不同位置。材料科學的基礎包括研究材料的結構，并將其與其特性（機械、電氣等）聯系起來。一旦材料科學家了解了這種結構性能的相關性，他們就可以繼續研究材料在給定應用中的相對性能。化學元素的組成和最終形式的加工是材料結構及其特性的主要決定因素。

　　由于其理想的機械特性組合，材料通常用于各種應用。工程師必須考慮結構應用中的材料特性。

　　在材料力學中，材料的強度是指在無故障或塑性變形的情況下承受外部載荷的能力。材料的強度基本上考慮了施加在材料上的外部載荷與由此產生的變形或尺寸變化之間的關系。材料的強度是承受這種施加載荷而不發生故障或塑性變形的能力。

　　高溫合金——Inconel 718 極限抗拉強度取決于熱處理工藝，但約為 1200 MPa。

　　極限拉伸強度是工程中最大的應力應變曲線。這對應于張力結構能維持的最大應力。極限抗拉強度通常稱為抗拉強度，甚至是極限。施加并保持這種應力會導致斷裂。通常，該值明顯高于屈服應力（高于某些類型的金屬） 50% 到 60%)。當延展性材料達到極限強度時，當橫截面積局部減小時，就會收縮。應力-應變曲線不包括高于極限強度的應力。雖然變形可以繼續增加，但在達到極限強度后，應力通常會減小。因此，它的價值不取決于樣品的大小。但取決于樣品制備、測試環境、材料溫度等因素。鋁的極限抗拉強度 50 MPa 超高強度鋼 3000 MPa 不等。

　　高溫合金——Inconel 718 屈服強度取決于熱處理工藝，但約為 1030 MPa。

　　屈服點是限制在點應力-應變曲線和塑性行為的開始。屈服強度或屈服應力是指材料開始塑性變形時的應力特性，屈服點是非線性（彈性） 塑性)變形的起點。在屈服點之前，材料會發生彈性變形，并在應力消除后恢復始形狀。一旦超過屈服點，部分變形將是永久性和不可逆轉的。一些鋼和其他材料表現出一種叫做屈服點的行為。低強度鋁的屈服強度 35 MPa 高強度鋼 1400 MPa 以上不等。

　　楊氏彈性模量高溫合金 – Inconel 718 為 200 GPa。

　　單軸變形線性彈性系統的拉伸和壓縮應力彈性模量通常由拉伸試驗評估。當達到極限應力時，物體將能夠在移除負載時恢復其尺寸。應力導致晶體中的原子從其平衡位置移動。所有原子的位移都是一樣的，但它們仍然保持著相對的幾何形狀。應力消除后，所有原子都回到原來的位置，不會永久變形。根據虎克定律，應力與應變成正比(在彈性區)，斜率為楊氏模量. 除應變外，楊氏模量等于縱向應力。

　　高溫合金-Inconel 718 布氏硬度取決于熱處理工藝，但大約是 330 MPa。

　　在材料科學中，硬度是承受表面壓痕(局部塑性變形)和劃痕的能力。硬度可能是最不清楚的材料屬性，因為它可能表示抗劃痕、耐磨、耐壓，甚至抗成型或局部塑性變形。從工程的角度來看，硬度非常重要，因為摩擦磨損或蒸汽、油和水的耐磨性通常隨著硬度的增加而增加。

　　布氏硬度試驗是專門為硬度試驗開發的壓痕硬度試驗。在布氏試驗中，硬球壓頭在特定載荷下壓入待測金屬表面。典型的測試 10 毫米（0.39 英寸)直徑 硬化鋼球作為壓頭，力為 3,000 kgf（29.42 kN；6,614 lbf）。負載在指定時間(10) 到 30 秒)保持恒定。對于軟材料，使用較小的力；對于硬材料，用碳化鎢球代替鋼球。

　　該測試提供了布氏硬度數量化材料硬度的數值結果- HB 表示。布氏硬度數試標準是布氏硬度數（ASTM E10-14[2] 和 ISO 6506–1:2005）指定為 HBW（H 來自硬度，B 布氏硬度，W 鎢(鎢)碳化物來自壓頭材料。在以前的標準中，HB 或 HBS 用于測量而不是鋼壓頭。

　　布氏硬度數（HB）負載由壓痕表面積去除。用疊加刻度的顯微鏡測量印模的直徑。以下公式計算布氏硬度：

　　常用的測試方法有很多種(比如 Brinell、Knoop、Vickers和Rockwell）。不同測試方法的硬度數與可用表相關，適用于相關性。高硬度值代表硬金屬度值代表硬金屬。

　　材料的熱性能是指材料 溫度變化與熱應用的反應。當固體以熱的形式吸收能量時，溫度會升高，尺寸會增加。但是不同的材料對加熱有不同的反應。

　　熱容量、熱膨脹和熱導率是固體實際應用中常見的重要特征。

　　高溫合金 - Inconel 718 鋼的熔點約為 1400°C。

　　一般情況下， 熔化 是一個 相變 從固體到液相的物質。 物質的 熔點是發生這種相變時的溫度 熔點 一種情況也可以限制在平衡的固體和液體中。

　　高溫合金 - Inconel 718 的熱導率為 6.5 W/(mK)。

　　固體材料的傳熱特性稱為熱導率k（或 λ）衡量屬性 ，單位為 W/mK。它是物質傳遞熱量的能力 。請注意， 傅立葉定律 適用于所有物質，無論其狀態如何(固體、液體或氣體)，也適用于液體和氣體。

　　大多數液體和固體 熱導率隨溫度而變化。蒸汽也取決于壓力。一般來說：

　　大多數材料接近均質，所以我們通常可以寫 k = k (T)。類似的定義和 y 和 z 熱導率的方向 (ky, kz) 但對于各向同性材料，熱導率與傳遞方向無關，kx = ky = kz = k。

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