K423 的钨 9%~10.5%:750~900℃ 长期使用的析出倾向

K423 是镍基等轴铸造高温合金，碳 0.12%~0.18%、铬 14.5%~16.5%、钴 7.6%~9.0%、钨 9%~10.5%，余量镍，密度约 8.00 g/cm³，热导率 10.05~25.54 W/（m·K）。20℃ 屈服强度约 800 MPa、延伸率 4.0%,800℃ 屈服约 675 MPa、延伸率 11.0%，薄壁件可铸到 1 mm 以下。

钨 10% 与 14.5% 铬的搭配

钨提高固溶强化与 γ′ 的稳定性，把承温能力推到 1000℃ 一档；铬 14.5%~16.5% 保证抗氧化与抗热腐蚀。两个元素的比例决定组织稳定性：钨高、铬高，固溶体的过饱和度高，长期在 750~900℃ 服役时，过饱和的元素以针状或片状相析出，析出相硬而脆，晶界脆化。这是这支合金在使用上最需要注意的一条。

800℃ 屈服 675 MPa 的含义

800℃ 屈服 675 MPa、延伸率 11%，这个组合说明它在 800℃ 仍有较强的承载能力，塑性也不算差。20℃ 的 800 MPa 到 800℃ 的 675 MPa，只掉了 16%，曲线平缓，这是固溶强化加 γ′ 共同作用的结果。设计时按 800℃ 的屈服取许用值，再按持久数据校核，不要用室温数据外推。

750~900℃ 的析出窗口

析出窗口落在 750~900℃，这个区间正好是许多热端件的工作温度。析出相从晶界开始，先在晶界形成片状或针状，再向晶内长；析出量随时间增加，到一定程度后塑性骤降。控制手段有两条：一是把成分控制在区间中下限，减少过饱和度；二是限制在这个温区的累计服役时间，检修时做组织复检。

1190℃ 保温 15 分钟

标准热处理是 1190℃ 保温 15 分钟，炉冷（冷却时间不超过 45 分钟）到 1000℃，再空冷。保温时间短是这支合金的特点：15 分钟足够把共晶与粗大 γ′ 溶掉，时间长了晶粒粗化、薄壁处过烧。炉冷到 1000℃ 的过程控制很关键，冷速快慢决定 γ′ 的析出尺寸，冷速不均，同一件上的性能分散。

母合金与浇注温度

线收缩 2.2% 与模具尺寸

这支合金的线收缩约 2.2%，模具尺寸要按收缩率放大。定向件与等轴件的收缩率不同，定向凝固时柱晶沿热流方向长大，纵向与横向的收缩不一致，模具设计要按方向分别给余量。热处理后的尺寸还会变：固溶与时效过程中的析出与应力释放让叶片弯扭，校形在热处理后做，校形量控制在 1% 以内。

导向叶片的刚度

导向叶片的刚度校核要用 132 GPa 的弹性模量，这个值比镍基变形合金低，叶片的挠度按这个数算。刚度不足时，叶片在气动载荷下的变形改变流道，效率下降；刚度有余时，叶片重量上去，支承结构要跟着加强。模量随温度下降，800℃ 时大约只有室温的 80%，高温工况按这个折减。

补焊的评定温度

导向叶片的补焊评定要覆盖 1000℃ 的持久，不能只做室温拉伸。补焊区的组织与母材不同，焊缝的 γ′ 尺寸小、碳化物形态变，高温持久时焊缝是薄弱环节。评定试样的取样要包含熔合线与热影响区，试验温度取服役温度上限。牌号按 GB/T 14992 归口，铸件按技术条件验收。牌号与化学成分按 GB/T 14992 归口，母合金锭按 HB 5160 一类标准验收。

真空感应炉熔炼母合金，精炼温度 1550~1600℃，浇注温度 1390~1420℃，母合金经真空感应炉重熔后浇注。母合金铸成 70~90 mm 的圆棒，重熔时的增碳与夹杂要控制，增碳会让碳化物数量增加，薄壁处脆。浇注温度过高，晶粒粗、缩孔大；过低，薄壁充不满、冷隔。