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发动机是飞机、舰艇、火箭、轮船等设备的核心组件,直接为设备提供动力,其可靠性直接关系国防和人员的安危。而占发动机重量60%~70%的高温合金材料性能的可靠性在发动机中又显得尤为关键。国外对铸造高温合金返回料的应用率较高,而我国返回料使用率较低。为此,如何使高温合金返回料得到应用是我们面临的最大问题。本文对50%、70%和100%比例的K417G返回料合金进行了全面研究,同时研究了四次返回熔炼。测定了新料及返回料合金的化学成分、气体含量、对合金的微观组织进行了对比观察,测定合金的高温力学性能、高温持久性能和蠕变性能,测定了合金的疲劳性能。结果表明:K417G返回料合金的化学成分、杂质含量、力学性能均满足技术条件要求。当返回料添加比例增加时,返回料合金中O含量明显增加,N含量增加幅度较小;100%返回料合金随返回次数的增加,合金中Mo含量稍有降低,元素Cr、Co、Al、Ti含量变化不大。随着返回次数的增加O含量增加,N含量降低;Si、S、Mn元素含量变化不大。返回料熔炼合金时不配入B、Zr即可满足要求;返回料合金中的共晶组织、晶界粗大??相形貌基本相同;随着返回料添加比例的增加,条状形貌的碳化物逐渐减少,块状及颗粒状碳化物增多,细小颗粒状碳化物有增多趋势,碳化物的总量减少。一至四次返回料合金随着返回次数的增加,返回料合金中碳化物的数量减少。返回料合金的抗拉强度、断面收缩率及断后伸长率均满足标准要求,含有新料的返回料合金力学性能基本与新料相当,100%返回料合金一至四次返回后抗拉强度及断面收缩率比新料略低。返回料合金的蠕变初始伸长量和稳态蠕变阶段的应变速率相当,返回熔炼合金的蠕变性能与新料合金的蠕变性能基本相当,合金的持久性能满足标准要求。无论是新料还是返回料合金,裂纹易于沿硼化物和碳化物边缘扩展。随着循环次数的增加,返回料合金裂纹扩展速度明显快于新料。900℃旋转弯曲疲劳测试表明,返回料的疲劳寿命低于新料,随着返回次数增加,疲劳寿命降低,试验数据表明,四次返回料合金的疲劳寿命仍高于使用标准要求。课题试验数据表明,100%比例返回料合金及100%比例不多于4次重熔,合金性能满足标准要求,可工程化应用。