K438G 鎳基沉淀硬化型等軸晶鑄造高溫合金是 K438 合金的改進(jìn)型號，通過成分優(yōu)化和工藝改進(jìn)，在保持原有優(yōu)良性能的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提升了高溫強(qiáng)度、組織穩(wěn)定性和抗熱腐蝕性能，適用于更嚴(yán)苛的工作環(huán)境。

化學(xué)成分上，K438G 合金在 K438 的基礎(chǔ)上進(jìn)行了多維度調(diào)整。鋁含量從 3.5% - 4.5% 提高至 4.0% - 5.0%，鈦含量保持 1.5% - 2.5% 不變，使 γ' 強(qiáng)化相體積分?jǐn)?shù)從 45% - 50% 增至 50% - 55%。更多的 γ' 相如同在合金內(nèi)部增加了更多 “強(qiáng)化節(jié)點(diǎn)”，顯著提升了合金的高溫強(qiáng)度。同時，降低了硅、錳等雜質(zhì)元素的含量，硅≤0.1%，錳≤0.1%，這些雜質(zhì)在晶界的偏聚會降低晶界強(qiáng)度，去除后使合金的高溫持久塑性提升 10% - 15%。

鉻元素含量保持 18% - 20%，確保了優(yōu)良的抗氧化和抗腐蝕性能。鉬含量微調(diào)至 3.5% - 4.5%，增強(qiáng)了固溶強(qiáng)化效果，使合金在高溫下的抗蠕變性能進(jìn)一步提升。此外，K438G 合金新增了 0.1% - 0.3% 的鉿元素，鉿與晶界處的碳結(jié)合形成穩(wěn)定的 HfC 碳化物，如同在晶界設(shè)置 “加固樁”，有效強(qiáng)化了晶界，提高了合金的高溫塑性和抗疲勞性能，避免了因 γ' 相增加而可能導(dǎo)致的脆性問題。

性能方面，K438G 合金的高溫強(qiáng)度較 K438 有顯著提升。在 850℃時，其抗拉強(qiáng)度達(dá)到 800MPa，較 K438 合金提高約 7%；850℃、250MPa 應(yīng)力下的持久壽命超過 1800 小時，比 K438 合金延長 20%，且斷口仍呈韌性斷裂特征。900℃時的抗拉強(qiáng)度達(dá) 680MPa，持久強(qiáng)度（1000 小時）為 230MPa，滿足更高溫度工況的使用需求。組織穩(wěn)定性測試顯示，在 900℃長期時效 1000 小時后，γ' 相平均尺寸從初始的 0.3μm 增長至 0.5μm，增長速率較 K438 合金減緩 30%，且無 TCP 相析出，保證了長期服役的性能穩(wěn)定性。

抗熱腐蝕性能是 K438G 合金的一大亮點(diǎn)。在 900℃的 Na?SO?鹽膜腐蝕試驗(yàn)中，腐蝕速率僅為 0.008mm / 年，較 K438 合金降低 20%，這得益于鉿元素的加入和雜質(zhì)元素的減少，使合金表面的氧化膜更加致密穩(wěn)定。鑄造性能上，K438G 合金繼承了 K438 的優(yōu)良特性，螺旋線流動性測試達(dá) 580mm，雖略低于 K438 合金，但仍能滿足復(fù)雜型腔的填充需求，鑄件合格率保持在 85% 以上。熱疲勞性能在 850℃至室溫循環(huán)中，500 次循環(huán)后的裂紋長度較 K438 合金減少 25%，抗熱疲勞能力顯著提升。

應(yīng)用場景上，K438G 合金主要用于航空發(fā)動機(jī)中工作溫度更高的部件。在某型渦扇發(fā)動機(jī)的高壓渦輪導(dǎo)向葉片應(yīng)用中，葉片工作溫度達(dá) 900℃，采用 K438G 合金后，葉片的服役壽命從 K438 合金的 3000 小時延長至 3600 小時，維護(hù)間隔延長 20%。在地面燃?xì)廨啓C(jī)領(lǐng)域，某 100MW 級燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室襯套采用該合金后，在 870℃的高溫燃?xì)猸h(huán)境中，抗腐蝕能力提升，使用壽命從 20000 小時延長至 25000 小時。此外，在石油化工的高溫反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件中，K438G 合金制成的攪拌軸在 850℃、高壓氫氣環(huán)境下，抗氫脆性能優(yōu)異，5 年服役后仍無明顯脆化現(xiàn)象。

生產(chǎn)工藝上，K438G 合金采用 “真空感應(yīng)爐熔煉 + 氬氣保護(hù)澆注” 工藝，真空度控制在 5×10??Pa 以下，確保氣體含量更低（氧≤25ppm，氮≤15ppm）。鑄造時的澆注溫度提高至 1510℃ - 1530℃，以彌補(bǔ)因 γ' 相增加導(dǎo)致的流動性略降問題。熱處理工藝調(diào)整為 “1120℃×4h 固溶 + 空冷 + 870℃×16h 時效 + 空冷”，更高的固溶溫度使合金元素溶解更充分，時效溫度提高促進(jìn) γ' 相均勻析出，確保強(qiáng)化效果最大化。無損檢測環(huán)節(jié)增加了超聲探傷，確保內(nèi)部無大于 0.2mm 的夾雜或氣孔，進(jìn)一步保證產(chǎn)品質(zhì)量。