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近些年来,随着国际上和国内对于减排要求的不断提高,对发动机的热效率有了更高的要求,发动机气缸排气温度进一步升高。Nomonic 80A和Inconel 751两种镍基合金最高工作温度在730℃左右,温度进一步升高,两种镍基合金就会出现蠕变伸长和高温强度不足的情况。为了适应发动机更高排气温度的需求,文章旨在发开一种可工作在750℃左右的新型气阀合金LF8,以替代目前使用的Nimonic 80A。首先采用Thermo-Calc热力学模拟软件,进行设计成分的优化研究。选取9组成分进行热力学平衡计算,研究不同合金元素对平衡析出相的影响,并确定设计成分范围。根据设计成分冶炼试验钢,之后采用电子显微镜、透射电子显微镜、微细相分析以及力学性能测试等实验方法和手段对LF8合金的热处理工艺、长期时效后的组织和力学性能变化规律进行研究,计算结果表明:LF8合金基体为奥氏体,主要析出相为γ’相、M23C6、M7C3相、α-Cr相和M6C相;随着Cr、A1和Ti含量的增加,均使碳化物类型发生转变,由M7C3转变为M23C6,然后M23C6数量随三种元素含量的增加而增加,当Cr含量超过20%时,α-Cr相大量析出;LF8 合金设计成分范围为 Cr:17.0～19.0%,A1:2.0～3.0%,Ti:3.5～4.0%,Co:2.0～4.0%,Fe:5.0～7.0%。研究结果表明:LF8合金最佳热处理制度为1050℃固溶+750℃时效;LF8合金经最佳热处理制度处理后组织以γ为基体,析出相有γ’、Cr23C6和TiC相,其中γ’相是最主要的强化相,细小弥散的分布在γ基体中,尺寸大约在20nm;Cr23C6相在晶界处析出,呈椭圆状,尺寸大约在400～800 nm;TiC相在晶内以及晶界附近均有少量析出,呈块状,尺寸大约在400 nm,以初生TiC为主;LF8的室温抗拉强度、屈服强度和硬度比80A分别高出8.6%、20%和7.9%;750 ℃抗拉强度和屈服强度分别比80A高出5%和12.4%;合金在750℃长期时效过程中的析出相有γ’相、Cr23C6和TiC相,随着时效时间的延长,呈球状的γ’相含量增加,尺寸增大;随着长期时效时间的延长,Cr23C6含量增加,尺寸增大,从独立细小析出到半连续的链状分布在晶界上;1000h后仍然是半连续状态,表明LF8具有较好的组织长期稳定性;LF8合金在750℃,100h蠕变实验后的蠕变塑性伸长只有80A的55%,高温性能优于80A,有希望成为750 ℃气阀合金备选材料。