DZ125铸造母合金百科简介

DZ125铸造母合金是我国自主研发的高性能定向凝固镍基高温合金，属于镍基沉淀硬化型定向凝固柱晶高温合金。该合金以美国Rene 125合金为基础，通过调整钛含量并添加铪（Hf）元素优化而成，具有优异的高温力学性能、抗蠕变能力和热疲劳性能，是我国同类合金中性能水平最高的合金之一。

性能特点

高温强度与抗蠕变能力

DZ125合金以γ'相（Ni₃(Al,Ti)）沉淀强化为核心，具备优异的高温强度和抗蠕变能力，可在高温环境下长期稳定工作。其使用温度上限达1050℃，在900℃长期时效4000小时后仍无TCP相析出，组织稳定性显著优于同类材料。

抗氧化与耐腐蚀性能

合金中含有适量的铬（Cr）元素，能够形成Cr₂O₃氧化膜，有效抵御硫化物与高温氧化侵蚀。同时，合金对硫和硫化物的腐蚀性能较好，可以避免硫化物的侵蚀，提高合金的使用寿命。

铸造工艺性能

DZ125合金具有良好的铸造性能，可铸成壁厚小至0.5mm的带有复杂内腔的无余量定向凝固叶片。这得益于合金中1.5%的铪（Hf）元素添加，改善了铸造流动性与晶界强度。

热疲劳性能

合金具有优异的热疲劳性能，在900℃-室温热循环中裂纹扩展速率低于0.1μm/cycle，适配高频温度波动场景。

化学成分

镍（Ni）：基体元素（58%-62%），构建高温韧性和抗腐蚀骨架。

铬（Cr）：12%-14%，形成Cr₂O₃氧化膜，抵御硫化物与高温氧化侵蚀。

钴（Co）：10%-12%，稳定γ'相并抑制有害相析出。

钼（Mo）：3%-5%，增强固溶强化效应，延缓高温软化。

铪（Hf）：1.5%，关键添加元素，改善铸造流动性与晶界强度。

铝（Al）、钛（Ti）等：形成γ'相强化相。

应用领域

航空发动机

DZ125合金已批量应用于某先进航空发动机的定向空心无余量涡轮转子叶片，服役周期超过4000小时无劣化。其高温强度和抗蠕变能力使得叶片能够在极端高温环境下长期稳定运行。

燃气轮机

合金适用于制造燃气轮机的导向叶片、燃烧室内衬等高温部件。在含硫燃料环境中，其抗热腐蚀能力与In738合金相当，但综合成本降低40%。

其他高温领域

DZ125合金还可用于核电站中的核燃料元件、燃料浸渍装置，以及石油化工过程中的重要设备如蒸汽炉、加热炉等。其优异的高温性能和耐腐蚀性能使得合金在这些领域具有广泛的应用前景。

制备工艺

母合金熔炼

采用真空感应炉熔炼母合金，严格控制杂质元素S、P含量分别控制在0.015%和0.025%以下。

定向凝固

在真空定向凝固炉中重熔浇注熔模精铸定向凝固铸件和试样。固液界面温度梯度>100℃/cm，确保柱状晶连续生长。

热处理

合金经过固溶处理（如1240℃×3h空冷）和时效强化（如1100℃×4h+870℃×20h分级时效）等热处理工艺，以获得优异的力学性能和组织稳定性。