石灰新用途探究｜氧化钙在镍基高温合金中的作用

    说起坩埚，首先想到高纯石英坩埚，一个在半导体行业举足轻重的存在。但氧化钙坩埚你听过么？在很多人的印象中，氧化钙终究是有些低端，它做成坩埚能有什么用？

镍基高温合金应用或将“唤醒”氧化钙坩埚基高温合金应用

    现代燃气涡轮发动机有50%以上质量的材料采用高温合金，其中镍基高温合金的用量在发动机材料中约占40%。新世纪金属材料的发展方向之一是高纯净化，超纯镍基合金在中、高温度下具有优异综合性能，适合长时间在高温下工作，能够抗腐蚀和磨蚀，是最复杂的、在高温零部件中应用最广泛的、在所有超合金中许多冶金工作者最感兴趣的合金。目前镍基高温合金主要用于航空航天领域950~1050℃下工作的结构部件，如航空发动机的工作叶片、涡轮盘、燃烧室等。
   已知，镍基高温合金中微量有害杂质元素主要为Pb、Bi、Sn、Ag、Se等，气体主要是氧、氮元素。在高温、低真空度的真空熔炼过程中，微量有害杂质元素能够快速去除，而氧、氮易与Ti、Nb等元素形成氧氮化合物，难以去除。在镍基高温合金中，氧主要以氧化物形式存在，氧化物通常是疲劳裂纹萌生及扩展通道，从而影响高温合金的蠕变和持久强度等性能。氮主要以TiN的形式存在，粗大的初生TiN夹杂在后续的工艺中很难进行消除，严重影响材料力学性能。如何进一步降低合金中的氧氮含量，一直是冶金学家研究的重点。
“打铁还得自身硬”氧化钙和镍基高温合金的关系并不是“攀附”

    其实早在1872年英国人就尝试将氧化钙耐火材料作为炼钢转炉内衬,但因为氧化钙的水化问题而失败只好使用镁质耐火材料。由于氧化钙具有诸多优点，20 世纪50 年代又出现了研究氧化耐火材料的热潮并一直延续至今。