K424（K24）合金的特点与应用

K424（K24）概述

K424是一种高铝（AI）和钛（Ti），低密度的镍基铸造合金，具有较高的高温强度、塑性和良好的工艺性能。该合金通常在铸态下使用，但为了减小枝晶偏析程度，改善合金的综合性能，也可以采用固溶处理。在长时间的850摄氏度使用过程中，合金的饱和度较高，有析出α相的倾向。然而，该合金对零件尺寸大小比较敏感，可以通过控制合金成分和冶炼工艺参数，以及采用薄壁尺寸来减少和延缓σ相的析出。该合金适用于制造在950摄氏度下工作的涡轮转子叶片、整铸涡轮以及发动机尾喷调节片底板等部件。

材料牌号：K424（K24）。 相近牌号：B压JI-12V'，BXJI-129（俄罗斯）。 材料的技术标准：Q/GYB501一-1998《铸造高温K24母合金》（钢铁研究总院）。

K424（K24）合金化学成分：

热处理制度：铸态使用，或者1210摄氏度±10摄氏度，4小时，空冷。 品种规格与供应状态：直径70～90mm的母合金锭，铸态供应；成品零部件按供需双方商定的供应状态执行。 熔炼与铸造工艺：采用真空感应炉熔炼母合金，真空感应炉重熔浇注熔模精密铸件和试样。 应用概况与特殊要求：该合金已被用于制造某航空发动机尾喷调节片底板，并在航天发动机的几个重要部件上使用。与之相近的（俄罗斯）BKJ1-12Y合金已被用于制造干AJI-31φ、P33、P29及φC-1等发动机作I级涡轮叶片、尾喷调节片底板和整铸涡轮转子等部件。

组织结构相变温度： 时间-温度-组织转变曲线显示，合金在铸态下的组织主要由Y、Y'、共晶（Y-Y'）、MC和少量M、B2相组成。在850℃长时间时效中，除了析出M23C相外，还会析出α相。α相的析出倾向大小与合金的平均电子空位数Nv及铸件尺寸大小有关。当Nv≥2.7时，会大量析出σ相；当Ny≤2.28时，不会析出σ相。

工艺性能与要求： 成形性能：采用熔模铸造法可铸造成复杂的薄壁空心叶片、整铸涡轮和薄厚不均的调节片等部件。 焊接性能：由于铝和钛含量较高，合金的焊接性能较差。 零件热处理工艺：零件在铸态下使用或经过“1210摄氏度，4小时，空冷”热处理后使用。 表面处理工艺：采用硬质合金刀具进行切削加工和磨削。

K424高温合金显微组织和力学性能分析

(1) K424合金主要由MC型碳化物和(y+y')共晶组织组成；MC型碳化物的形貌可分为汉字骨架状和颗粒长条状。其中，汉字骨架状的MC型碳化物不利于提高合金的伸长率和断面收缩率。

(2) 在真空熔炼K424合金的过程中，应控制熔体处理温度，防止温度过高导致碳（C）和铬（Cr）元素挥发，影响合金力学性能的稳定性。