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合金的基礎上，通過調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。主要產品有渦輪導向葉片等精鑄件。
應用概況及特性
合金已用于制作航空、艦船和陸用燃機等復雜型腔冷卻的渦輪導向葉片。
該合金在鑄態(tài)使用。經高溫長期時效后，沉淀析出的M23C6和M6C型碳化物提高了合金的力學性能，但降低了合金的室溫塑性。
K640S化學成分元素（wt%）
K640S軸晶鑄造高溫合金 化學成分
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16%，還加入一定量固溶強化元素鎢、鉬。
(2)鉻含量較低，大部分都在10%以下。
(3)晶界強化元素硼含量都在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，有些甚至不需要進行熱處理就可以使用。
零件生產 鑄造高溫合金一般在大型真空感應爐中冶煉母合金，用失蠟精密造型法制造 殼型，然后在小型真空感應爐中重熔澆注成零件。
缺陷及消除 鑄造件中不可避免會產生一些顯微疏松，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化法來獲得零件表層的細晶。
發(fā)展方向 運用定向凝固技術可生產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度都有成倍提高，這是當前鑄造高溫合金的發(fā)展方向。
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