K446 镍基沉淀硬化型等轴晶铸造高温合金是一种综合性能优良的高温合金，在高温强度、抗氧化性和铸造工艺性能之间实现了良好平衡，广泛应用于航空航天、能源动力等领域的中高温部件。

化学成分上，K446 合金以镍为基体，占比约 60% - 65%，为合金提供了良好的韧性和稳定性基础。铬元素含量为 15% - 17%，这一含量既能在高温下形成稳定的氧化膜，提供良好的抗氧化和抗腐蚀能力，又不会因铬含量过高而导致 TCP 相析出，保证了合金的组织稳定性。

铝和钛元素的总含量为 7% - 9%，其中铝占 4.5% - 5.5%，钛占 2.5% - 3.5%，二者形成的 γ' 强化相体积分数约为 50% - 55%。这些 γ' 相颗粒均匀分布在基体中，与基体保持共格关系，能有效阻碍位错运动，为合金提供强大的沉淀强化效果，使合金在高温下仍能保持较高的强度。

钨元素含量为 4% - 5%，作为重要的固溶强化元素，钨原子融入镍基固溶体后会造成晶格畸变，增强原子间的结合力，从而提高合金的高温强度和硬度，同时钨还能提高合金的抗蠕变性能，尤其在 900℃以上的高温环境中效果显著。

合金中添加了 0.08% - 0.12% 的铌元素，铌与碳结合形成细小的 NbC 碳化物，这些碳化物弥散分布在晶内和晶界，起到弥散强化和晶界强化的双重作用，进一步提升了合金的高温强度和抗蠕变性能。0.01% - 0.02% 的锆元素则通过细化晶粒，使等轴晶晶粒度从 3 - 4 级细化至 5 - 6 级，提高合金的室温塑性和冲击韧性，使合金在承受冲击载荷时不易断裂。

性能方面，K446 合金的高温力学性能尤为突出。室温下，其抗拉强度达 1050MPa，屈服强度为 750MPa，延伸率 18%，硬度 HRC34 - 37，展现出良好的强韧性平衡。在 850℃高温下，抗拉强度仍保持在 800MPa，屈服强度 580MPa，延伸率 10%；900℃时的抗拉强度为 680MPa，屈服强度 500MPa，延伸率 8%，完全满足中高温部件的强度要求。

在 850℃、250MPa 应力下的持久试验中，K446 合金的断裂时间超过 1600 小时，持久塑性达 4% - 5%，断口呈韧性断裂特征，存在大量韧窝，表明其在高温下仍具有良好的塑性储备。抗蠕变性能测试显示，在 900℃、150MPa 应力下，1000 小时的蠕变变形量仅为 0.6%，且蠕变曲线的第二阶段（稳态蠕变）持续时间长，蠕变速率低，说明合金在高温下能长期保持尺寸稳定。

抗氧化性能方面，950℃静态空气中氧化 1000 小时后，氧化增重为 20g/m2，氧化膜由 Cr?O?和 Al?O?组成，虽有局部轻微剥落，但整体仍能有效保护基体，较同类型低铝钛合金的抗氧化性能提升约 25%。

铸造工艺性能是 K446 合金的一大优势。在标准流动性测试中，1500℃浇注温度下，螺旋线长度达到 600mm 以上，能够轻松填充壁厚 1.5mm - 3mm 的复杂型腔，尤其适合制造带有交错冷却通道的部件，如燃气轮机的涡轮导向叶片。叶片内部通常设计有 10 - 20 条冷却通道，最小直径仅 3mm，K446 合金凭借优异的流动性，能确保这些通道完整成型，保证冷却效果。

铸件的尺寸精度可达 CT5 - CT6 级，表面粗糙度 Ra≤1.6μm，内部缺陷（如气孔、缩松）等级控制在 2 级以下，铸造合格率超过 90%，适合批量生产。热疲劳性能测试显示，在 850℃至室温的冷热循环中，经过 500 次循环后，合金样品的最大裂纹长度仅为 0.3mm，热疲劳寿命优于多数同类型合金。

应用场景上，K446 合金在航空航天领域主要用于制造航空发动机的燃烧室部件、涡轮导向叶片和高压涡轮外环等。某型中等推力涡扇发动机的燃烧室火焰筒采用该合金铸造，火焰筒工作温度在 850℃ - 950℃之间，需承受燃气的高速冲刷和剧烈的热应力，采用 K446 合金后，火焰筒的服役寿命达到 3500 小时，较原用合金提高了 700 小时。

在地面燃气轮机中，K446 合金用于制造一级涡轮导向叶片和燃烧室过渡段，在某型 100MW 燃气轮机中，这些部件在 900℃的工作环境下，服役 25000 小时后仍无明显腐蚀和变形，大大降低了设备的维护成本。

在石油化工领域，K446 合金制成的高温反应器内构件，如搅拌轴、热电偶保护套管等，在 850℃、高压含硫环境中，抗腐蚀和抗蠕变性能优异，5 年服役后仍能保持良好的性能，确保反应器的安全稳定运行。

生产工艺上，K446 合金采用真空感应炉熔炼母合金，熔炼温度控制在 1550℃ - 1580℃，保温时间 3 小时，确保合金元素充分溶解并均匀分布。由于钨元素熔点高，熔炼时需先将钨制成钨镍合金块，再加入炉中，以促进其溶解。

铸造采用熔模精密铸造工艺，蜡模采用中温蜡料，通过组合压型成型复杂部件，模壳采用多层涂挂工艺，面层使用熔融石英砂，背层使用莫来石砂，焙烧温度控制在 1050℃，以保证模壳强度和透气性。

浇注温度根据铸件厚度调整在 1490℃ - 1520℃，浇注速度控制在 8 - 12kg/s，采用底注式浇注系统，确保金属液平稳充型，减少卷渣和气孔。对于大型部件，如直径超过 1m 的涡轮外环，采用阶梯式浇道，控制金属液的充型速度和顺序。

热处理工艺为 “1120℃×4h 固溶处理 + 空冷 + 850℃×20h 时效处理 + 空冷”，固溶处理使合金元素充分溶解，时效处理促进 γ' 相均匀析出，控制 γ' 相尺寸在 0.3 - 0.5μm，确保合金性能达到最佳状态。热处理后的铸件需进行 100% 荧光渗透检测，确保表面无裂纹等缺陷。