DZ405 相对 K405 的收益，全部落在横向与疲劳上

DZ405 是定向凝固柱晶铸造高温合金，旧牌号 DZ5，成分与等轴晶的 K405 只差碳与锆两项。资料给的相对性能很有意思：中温持久寿命是 K405 的 4~6 倍、持久塑性 3~4 倍、高温持久寿命约 1 倍、抗冷热疲劳寿命约 10 倍。提升全部来自定向柱晶消除横向晶界，成分没有变。

横向晶界是等轴晶的短板

等轴晶铸件的晶界在各方向都有，垂直于主应力的横向晶界是高温蠕变与热疲劳的薄弱环节：晶界强度随温度升高下降得比晶内快，裂纹沿横向晶界扩展，寿命由它决定。定向凝固让晶粒沿凝固方向长成柱晶，横向晶界基本消失，纵向性能大幅提升。这就是为什么成分不变、只改工艺，持久寿命能翻几倍。

为什么高温段只提升一倍

中温持久寿命 4~6 倍、高温持久只有约 1 倍，这个差别值得读进去。温度越高，晶界与晶内的强度差越小，晶界对寿命的支配作用减弱，消除横向晶界的收益随之缩小。高温段的短板转向别的机制：氧化、γ′ 粗化、拓扑密排相析出。所以高温件光靠定向凝固不够，还要在涂层、成分与冷却上做文章。

十分之一的冷热疲劳寿命从哪来

抗冷热疲劳寿命约 10 倍，提升幅度比持久还大。热疲劳裂纹多在表面起裂，沿横向晶界向内扩展；横向晶界消失后，裂纹只能穿过晶粒，路径变长、扩展速率下降。这条收益对导向叶片与燃烧室件特别有价值，因为它们的失效多数是热疲劳而不是静载断裂。选材时把失效模式先定下来，再看哪项收益用得上。做静载蠕变件，收益有限；做反复起停的导向件，收益最大。两类件的验收项也不同，前者看持久，后者看热疲劳裂纹的起始周次。

成分与 K405 的差别只有两处

成分表给出碳 0.07%~0.15%、铬 9.50%~11.00%、钴 9.50%~10.50%、钨 4.50%~5.50%、铝 3.50%~4.20%、钛 5.00%~6.00%、钼 2.00%~3.00%，硼 0.010%~0.020%、锆不高于 0.10%，其余为镍，另有一组 0.500% 上限与五项痕量限值。铝 3.50%~4.20% 与钛 5.00%~6.00% 合计近十点，γ′ 体积分数高，这是它强度的底子。

密度与熔点的可信度

密度 8.12 g/cm³、熔化温度范围 1290~1345℃，两项都与同成分的 K405 已入库值一致，可信度较高。弹性模量没有可靠的分温度值，只能向供方索取。报数据时要带温度与方向：定向柱晶的纵向与横向性能差别很大，同一支料两个方向的数据不能互相替代，报告不写方向就没有意义。

热处理与标准

标准热处理制度是摘自 Q/6S 193《DZ5 合金技术条件》的 1220℃±10℃ 保温 4 h 空冷，再 870℃±10℃ 保温 32 h 空冷，即固溶加一级时效。牌号体系按 GB/T 14992，定向与单晶铸锭的产品规范可参照 HB 7762。这套制度与其他定向牌号的公开制度有雷同之处，正式投产前建议用本牌号的工艺文件核对一遍再固化。

上海熔恒特种合金有限公司可按定向凝固铸件与母合金锭形态供应 DZ405，支持按图零切与定尺，随货附炉批、定向工艺记录与热处理曲线；需要复核柱晶取向、持久性能或热疲劳寿命的批次，可安排第三方检测。首批先给单件毛坯，便于先做定向工艺验证。