前言
高温合金是航空航天使用最广泛的材料之一。本文重点介绍其中常用的两种(类)合金:GH4169、René系列合金,介绍它们的名字由来及其合金体系建设。
GH4169的名字由来
即国产Inconel 718合金,由美国在1959年发明。其后,经过40多年的不断改进和发展,已成为产量最大、使用面最广的一款镍基高温合金。国内于1984年立项开始仿制,具体可参见庄景云等老一辈专家编写的《变形高温合金GH4169》一书,由冶金工业出版社2006年出版。
GH是高温合金中的“高”、“合”的拼音G、H组成,4是偶数,表示镍基析出强化。这是我国在高温合金体系建设时,来自前辈们的杰出贡献。GH1xxx是铁基固溶合金、GH2xxx是铁基析出强化合金、GH3xxx是镍基固溶强化合金、GH4xxx是镍基析出强化合金;还有钴基的GH5xxx,GH6xxx。在早期,这款合金叫做GH169,体系建立以后才叫做GH4169的。
那么,169是什么呢?根据业内前辈所说,国内在仿制In718合金的时候,冶炼成功的那台炉子的编号就是169,在那个年代都是习惯使用数字代码,这个炉号169的合金就由此得名。
René合金的名字由来
René合金的名字来源于41号合金的研究。41号合金研究出来以后,科学家发现其焊接性能非常差,就一度被停用了。随后经过大量的努力,41号合金被成功拯救,并重新投入生产。René在法语中意思是“重生”,于是这个合金就成了现在的René 41。
那么René 后面的数字是什么意思呢?这个要从 René 80 合金说起。René合金的命名早期是跟年份有关。这个René 80 合金原名 René 69,是1969年开始广泛用于涡轮叶片的高温合金。但是由于每次开会的时候,人们听到René 69的名字的时候都会发出“爽朗而略显尴尬”的笑声,所以,这个合金就成了第一个用γ’强化元素的含量来命名的合金,3Al+5Ti = 8,再乘以10,所以新的名字就是 René 80 了。
再比如 René 125,是因为其γ’形成元素,将它们的含量求和得到12.5,再乘以10。
René系列合金体系中还包括一些单晶合金,这里以René N4合金为例。这是通用电气公司第一款单晶高温合金。N的由来是因为这个项目是美国海军(Navy)提供的基金支持,而4是这个项目中合金表里排名第4个合金。René N4合金与项目中的N4合金相比,成分有一些轻微变化;而现在,René N4已经被其它合金完全取代,退出了历史舞台。
这里就顺便提一下那些同样命运悲惨的合金及原因。已经退出使用的René 100是因为其糟糕的抗热腐蚀能力,并且无法通过热处理改善;René 120是因为容易产生裂纹;还有一些是因为价格昂贵,铸造性或者焊接性较差,或者无法热处理,或者抗氧化、抗腐蚀能力差的原因。这些都是前人所走的弯路,值得我们学习思考。
后记
现如今,我国的高温体系完善,跟国外的差距在逐渐缩小。这背后无不饱含着材料科学家们默默地奉献,常年累月作出的巨大贡献。
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