K640S是鈷基沉淀硬化型等軸晶鑄造高溫合金，使用溫度在1000℃以下。該合金是在X40合金的基礎(chǔ)上，通過調(diào)整合金中硅和錳元素的含量、添加硼元素而發(fā)展起來的一種新型鑄造高溫合金，與X40合金相比，K640S合金的性能穩(wěn)定性及塑性指標(biāo)均大幅提高。合金的初熔溫度高，組織穩(wěn)定，具有優(yōu)良的抗冷熱疲勞、抗氧化及耐熱腐蝕性能。同時合金的蠕變、持久和疲勞等綜合性能良好。主要產(chǎn)品有渦輪導(dǎo)向葉片等精鑄件。

應(yīng)用概況及特性

合金已用于制作航空、艦船和陸用燃機(jī)等復(fù)雜型腔冷卻的渦輪導(dǎo)向葉片。

該合金在鑄態(tài)使用。經(jīng)高溫長期時效后，沉淀析出的M23C6和M6C型碳化物提高了合金的力學(xué)性能，但降低了合金的室溫塑性。

K640S化學(xué)成分元素（wt%）

K640S軸晶鑄造高溫合金 化學(xué)成分

鑄造高溫合金(cast superalloy)

以鑄造方法直接制備零部件的高溫合金材料。根據(jù)合金基體成分，可以分為鐵基鑄造高溫合金、鎳基鑄造高溫合金和鉆基鑄造高溫合金3種類型。按結(jié)晶方式，又可以分為多晶鑄造高溫合金、定向凝固鑄造高溫合金、定向共晶鑄造高溫合金和單晶鑄造高溫合金等4種類型。鑄造高溫合金的大部分屬于多晶鑄造高溫合金。

特點 鑄造高溫合金具有如下特點：

(1)合金化程度高。γ’ 強(qiáng)化相(見高溫合金材料的金屬問化合物相)形成元素鋁、鈦、鈮、鉭等高達(dá)16%，還加入一定量固溶強(qiáng)化元素鎢、鉬。

(2)鉻含量較低，大部分都在10%以下。

(3)晶界強(qiáng)化元素硼含量都在O．01%以上。

(4)碳含量大都超過o．1%，鈷基鑄造高溫合金的碳含量有些高達(dá)1%。

(5)有些鑄造高溫合金中加入1%～2%鉿，改善中溫塑性，并提高抗蠕變強(qiáng)度。

顯微組織特征 鑄造高溫合金顯微組織(見高溫合金材料顯微組織)中，除γ’ 相外，還有γ- γ’ 共晶相，一次碳化物相也比較多，沿著樹枝晶間分布，有些合金還有M3B2硼化物析出。鑄造高溫合金熱處理工藝比較簡單，有些甚至不需要進(jìn)行熱處理就可以使用。

零件生產(chǎn) 鑄造高溫合金一般在大型真空感應(yīng)爐中冶煉母合金，用失蠟精密造型法制造 殼型，然后在小型真空感應(yīng)爐中重熔澆注成零件。

缺陷及消除 鑄造件中不可避免會產(chǎn)生一些顯微疏松，可采用熱等靜壓處理使之減輕或消除，增加零件的可靠性。鑄造高溫合金零件的晶粒度比較大，對疲勞性能不利。通常采用表面晶粒細(xì)化法來獲得零件表層的細(xì)晶。

發(fā)展方向 運用定向凝固技術(shù)可生產(chǎn)無橫向晶界的柱狀晶葉片或消除晶界的單晶葉片，使高溫疲勞壽命和持久強(qiáng)度都有成倍提高，這是當(dāng)前鑄造高溫合金的發(fā)展方向。