K417合金表面处理方法K417合金零件耐热性能

1. 概述

K417是一种镍基高温铸造合金，具有低密度和高强度特点。其高铝和钛含量使其含有约占合金总重量的67%的Y'强化相，从而赋予合金的高温强度和塑性。由于其相对较低的密度（7.8g/cm³），该合金尤其适用于制造高温旋转部件。然而，由于其组织的不稳定性，在成分偏向上限或铸造工艺参数控制不当的情况下，零件在长时间的850～950℃工作中可能会发生片状σ相的析出现象。此外，K417合金的耐热腐蚀性能相对较差，因此在长时间高温使用时需要考虑使用保护涂层。该合金适用于制造950摄氏度以下工作条件下的燃气涡轮零件以及其他高温工作零件。

1.1 材料牌号： K417（也称为K17、M17）。

1.2 相似牌号： 相似合号为IN100（美国制造）。

1.3 材料标准： 按照HB 5161—1988 《K417合金锭》标准生产。

1.4 化学成分： 见表。

1.5 热处理制度： 该合金在铸态下进行使用。

1.6 品种规格与供应状态： 供应直径为70mm的球键或直径在70～90mm范围内的母合金锭，均处于铸态状态。

1.7 熔炼与铸造工艺： 该合金采用真空感应炉进行母合金的熔炼，然后通过真空感应炉进行重熔，终使用熔模精密铸造填砂浇注法制造零件和试样。浇注温度范围为1400～1420摄氏度，而模壳温度在780～950℃之间。

1.8 应用与特殊要求： 该合金早用于1966年某型航空喷气发动机的涡轮叶片。随后，它还被用于该型号发动机的改型，用于和二级涡轮转子叶片，并已经进行了批量生产。此外，它还用于制造涡轮增压器转子叶轮、火药起动机整体涡轮等。类似的IN100合金在国外被广泛应用于各种航空发动机中。

2. 物理及化学性能

熔点范围：1260-1340摄氏度

密度：7.8g/cm³

硬度：室温下约为HRC30~44

3. 长期时效后的拉伸性能见表 

4. 组织结构

4.1 相变温度

4.2 时间-温度-组织转变曲线

4.3 合金组织结构： 在铸态下，合金含有约67%的Y'相，其中有3%～5%的γ+γ'共晶相。此外还含有2%的TiC和少量的Y相。在750～1000℃的长期时效中，TiC会逐渐分解，析出MzC。当合金成分偏向上限或铸造工艺参数控制不当时，在850℃的长期时效中，叶片的厚大部分可能会析出片状σ相。

5. 工艺性能与要求

5.1 成形性能： 使用熔模铸造法可制造壁厚小至1mm的薄壁零件，也可铸造整体涡轮。铸造收缩率约为2%。

5.2 焊接性能： 可以进行氩弧堆焊。

5.3 零件热处理工艺： 零件在铸态下使用。也可以进行渗铝和消除内应力的退火处理，处理温度低于1120℃。

5.4 表面处理工艺： 采用固体渗铝法，合金可以渗铝、渗铝铬和渗铝硅。在工艺方面，可以采用粉末包装、低压气渗和料浆等方法。

5.5 切削加工与磨削性能： 要求在较低转速下进行车、钻、铣、刨和磨削操作。