K214 的 700℃/343 MPa 跑 18633 小时：铁基铸件没有 TCP 相的原因

K214 是铁基等轴铸造高温合金，碳不超过 0.10%、铬 11.0%~13.0%、镍 40%~45%、钴 6.5%~8.0%，余量铁，密度 8.03 g/cm³，热导率 9.63~23.44 W/（m·K）。20℃ 抗拉 1128 MPa、延伸率 2.5%、断面收缩 4.5%,750℃ 抗拉 1054 MPa、延伸率 2.5%、断面收缩 6%。

40%~45% 镍与 6.5% 钴的组合

镍 40%~45% 让基体保持奥氏体，钴 6.5%~8.0% 降低 γ′ 的溶解度、提高 γ′ 的稳定性，两者配合把 900℃ 的持久强度顶上去。铁含量高，热导比镍基高，铸件的温度梯度小，热应力低。代价是抗氧化不如高铬镍基，900℃ 以上长期服役要靠涂层。

18633 小时不出 TCP 相

资料给的数据是：700℃、343 MPa 应力时效 18633 小时后没有 TCP 相析出。TCP 相（σ 相、μ 相、Laves 相一类）是拓扑密排相，硬而脆，析出后晶界脆化、蠕变寿命骤降，镍基合金在 750~900℃ 长时服役最容易出这个问题。铁基的成分体系里 TCP 相的驱动力低，长时稳定性因此更好，这是它敢在 700℃ 长时服役的底气。

850℃/245 MPa 后的 Laves 相

同一份资料还给了一条对照：850℃、245 MPa 应力时效 280 小时后有 Laves 相析出，约占合金的 0.5%。0.5% 的量不高，但说明温度上到 850℃ 后组织稳定性开始变化。使用温度因此要压在 800℃ 以下，超过这个温度，即使强度还够，组织也在劣化。

2.5% 延伸率的代价

室温延伸率 2.5%、750℃ 也是 2.5%，塑性储备很低。低塑性意味着对缺陷敏感：铸件的气孔、夹杂、冷隔都会成为裂纹源，机加工的表面划痕也会。铸件的荧光渗透与 X 射线检测要严，加工后的表面粗糙度控制在 Ra 3.2 以内，转角圆角给足，避免应力集中叠加低塑性。

浇注与标准

母合金的返回料

铁基铸造合金的返回料比例上限与硼的下限是一对约束：返回料多次重熔，硼与钛烧损，γ′ 数量下降，强度掉。每炉配料时按返回料的比例补加硼与钛，补加量按炉前分析定；返回料超过 50% 时，即使成分合格，夹杂物与气体也会累积，铸件的气孔率上升。每十炉抽一炉做浮渣与气体分析，浮渣超标说明熔体纯净度不够，浇注前重新精炼；气体分析重点看氮与氢，氮高则铸件气孔多，氢高则在厚壁处形成白点。

铸造缺陷的判读

这支合金的塑性只有 2.5%，对缺陷极敏感。气孔在 X 射线底片上呈圆形显示，直径超过 0.5 mm 要判；疏松呈不规则的点状或网状，集中在最后凝固区；冷隔在荧光下呈线状。判据按铸件的技术条件，承力件与导向件的判据不同，承力件对气孔几乎不容忍。

切削与刀具

铁基铸造合金的切削性比镍基好，刀具可用 YW4、YG6、YG8 一类硬质合金，铣刀用 W9Cr4Mo3 一类高速钢，钻头用 YG9。切削时进给不能太小，刀刃在硬化层里摩擦会让刀具磨损加快；冷却要充分，切削热集中在刀刃，工件表面的残余应力会让薄壁件变形。牌号与化学成分按 GB/T 14992 归口，铸件的气孔与疏松判据按技术条件与 HB 7763 一类标准执行。

母合金用真空感应炉熔炼，再用低真空感应炉或非真空高频感应翻转炉快速重熔，浇注熔模精铸件与试棒，低真空浇注温度 1450~1500℃。合金锭的技术条件按 HB 5160 执行，规定化学成分、力学性能与检验方法。重熔时的增碳与回磷要控制，回炉料比例按技术条件限制。