钨在高温合金中的应用

高温合金因其独特的力学性能和物理性能广泛应用于航空、航天、舰船、发电、动力、机车以及石油化工等工业的关键部件中。金属钨具有较高的熔点和沸点，常用来参与高温合金的制备。含钨高温合金主要用于服役温度较高的承载环境，如作喷气发动机中的涡轮叶片。

含钨高温合金的种类：GH4037合金（W的质量分数为5.0%～7.0%）可在850℃以下使用；GH4049合金（W的质量分数为5.0%～7.0%）可在高达950℃的温度下仍具有相当高的强度；GH4098合金（W的质量分数为5.5%～7.0%）长期工作温度可达1000℃；GH5188合金中加入W的质量分数为14%，可使最高使用温度提高到1100℃。

由于金属钨较难熔化，含钨高温合金中容易出现钨夹杂。如果涡轮叶片等零件内部存在钨夹杂，易引起应力集中，并成为交变载荷下的疲劳源，进而严重影响航空发动机涡轮叶片、箍段和箍套等零件的使用可靠性。因此，研究人员对含钨高温合金棒材中钨夹杂形成的原因进行了详细的分析，以为提高高温合金的生产质量提供理论指导和依据。

研究者发现GH4049合金中的钨夹杂物形貌极其不规则，与基体存在类似于裂纹的间隙，夹杂内部存在黑色圆点。该夹杂物主要成分为钨和少量的铈，黑点主要成分为铈。

高温合金中金属钨夹杂的来源有两个：一是真空感应炉熔炼时钨条没有完全熔化而残留于合金中，二是电极棒焊接时氩弧焊所用钨极粘结在焊缝中。

真空感应冶炼含钨较高的高温合金时，高熔点的钨可能出现未完全熔化现象，导致钨夹杂形成。为了防止钨夹杂的形成，真空感应熔炼含钨较高的高温合金时，冶炼用的钨是以Ni-W中间合金的形式加入，并且选用足够的熔化时间，这样熔炼时就不会产生钨夹杂。

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