In713LC是一种典型的镍基沉淀硬化型等轴晶铸造高温合金，其核心强化机制源于γ'相（Ni₃（Al， Ti））的沉淀析出，具备优异的高温力学性能、抗腐蚀及抗疲劳特性，在航空航天、能源动力等高端装备的极端工况核心部件中具有不可替代的应用价值。本文基于等离子旋转电极雾化（PREP）工艺制备的In713LC合金，系统解析其核心性能、工艺特性及工程应用场景。

一、材料核心性能

1. 高温力学性能

In713LC最高长期服役温度可达950°C，在该温度区间内γ'相体积分数保持65%以上，为材料提供稳定的高温强度支撑；在高温环境下仍能保持优异的抗拉强度与屈服强度的原因是其核心强化机制为材料提供了极强的高温抗蠕变与抗断裂能力。

3. 抗疲劳与成型稳定性

该合金对铸件断面尺寸及冷却速率敏感性低，即使是断面尺寸130mm以上的大型铸件，仍可获得均匀的等轴晶组织，避免因组织不均导致的性能波动。在高温循环载荷工况下，展现出优异的冷热疲劳抗力，疲劳裂纹扩展速率显著低于常规镍基合金。

4. 腐蚀与氧化抗性

通过Cr、Mo等合金元素的协同调控，材料表面可形成连续致密的Al₂O₃-Cr₂O₃复合氧化膜，有效阻隔高温燃气、酸碱介质的侵蚀。在800-950℃氧化性气氛及含硫、钒等腐蚀性介质中，均能保持良好的组织稳定性与表面完整性。

二、材料特性参数

In713LC合金的优异服役性能源于精准的成分调控与稳定的微观结构，以下为基于标准测试方法获得的核心特性参数：

1. 核心化学成分（wt.%）

2. 粉末特征

三、PREP制备工艺

采用等离子旋转电极雾化（PREP）工艺制备In713LC合金粉末，其核心工艺原理为：通过等离子弧对高速旋转的合金电极棒进行局部加热，使电极棒端部形成熔融液膜；在离心力作用下，熔融液膜破碎为细小熔滴；熔滴在惰性气体（Ar）保护氛围中快速凝固，最终形成球形合金粉末。该工艺可实现粉末成分、形貌及粒度的精准调控，为后续成型加工提供高品质原料。

PREP工艺核心技术特点

1. 粉末形貌优异：球形度≥95%流动性≤10 s/50g，可显著提升后续成型（如L-PBF、铸造）的致密度与成型精度。
2. 组织细化均匀：快速凝固速率可达10³-10⁴ K/s，有效细化晶粒组织，抑制成分偏析，提升粉末化学成分与微观结构的均匀性。
3. 纯净度高：惰性气体保护下制备，粉末氧含量≤0.01%，杂质元素（S、P等）含量极低，可提升合金的疲劳寿命与服役可靠性。
4. 粒度可控：粉末粒度分布可控，可根据成型需求调控D50为20-60μm，适配不同成型工艺参数。

通过后续热加工（锻造、轧制）及热处理（固溶+时效）工艺优化，可进一步调控In713LC合金中γ'相的析出形态、尺寸与分布，使合金力学性能得到精准匹配。该合金粉末可适配激光选区熔化（L-PBF）、电子束熔化（EBM）等增材制造工艺，也可用于整体铸造、热喷涂等传统高端制造场景。

四、工程应用场景

基于PREP工艺制备的In713LC合金，因优异的高温服役性能与良好的成型适配性，已在航空航天、能源动力等领域的极端工况核心部件中实现工程应用，具体适配场景如下：

1. 航空航天领域

适配航空发动机自由涡轮转子叶片、涡轮导向器、整体转子及无人机发动机涡轮盘等部件。此类部件服役温度高达800-950°C，承受高频循环载荷与高温燃气冲刷，In713LC合金可保障其长期服役稳定性。

2. 能源动力领域

用于重型燃气轮机的整体铸造涡轮、燃烧衬里、过渡段等热端部件。在燃气轮机长期高温（700-850℃）、高压工况下，合金可有效抵抗热腐蚀与热疲劳，提升机组运行效率与寿命。

3. 石油化工领域

适配煤化工气化炉、石油裂解装置中的高温耐腐蚀部件，可在含H₂S、CO₂等腐蚀性介质及600-800℃高温环境下稳定服役，抵御介质侵蚀与高温氧化。

五、材料制备与成型技术规范

In713LC合金的制备与成型需遵循严格的技术规范，以保障材料性能的稳定性与一致性，核心技术要求如下：

• 粉末制备：采用PREP工艺，粉末粒度控制为15-53μm（D10≥25μm，D90≤65μm），空心粉率≤0.02%，符合AMS 5377标准要求。
• 型材制备：可加工为圆棒、扁钢、板材、锻件及铸件等形态，其中棒材尺寸范围8.0-320mm，板材厚度0.1-100mm，大型铸件最大断面尺寸可达150mm，加工过程需严格控制热加工温度（1150-1200°C）与变形量。
• 性能检测：需依据ASTM E8/E8M、GB/T 2039-2012等标准，完成室温及高温力学性能、微观结构、腐蚀性能等检测，提供完整的检测报告，确保材料性能符合工程应用要求。
  

总结

等离子旋转电极雾化（PREP）工艺制备的In713LC镍基高温合金，凭借优异的高温力学性能、稳定的微观结构及良好的成型适配性，为极端工况下高端装备核心部件的设计与制造提供了可靠的材料解决方案。后续可通过工艺参数优化与成分微调，进一步拓展其在更严苛工况（如更高温度、更强腐蚀环境）下的应用潜力。