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    新型高溫合金

    發(fā)布時間: 2021-08-06  點擊次數(shù): 1136次
    包括粉末高溫合金、鈦鋁系金屬間化合物、氧化物彌散強化高溫合金、耐蝕高溫合金、粉末冶金及納米材料等多種細分產品領域.
    ①第三代粉末高溫合金的合金化程度提升,使其兼顧了前兩代的優(yōu)點,獲得了更高的強度較低的損傷,粉末高溫合金生產工藝日趨成熟,未來可能從以下幾個方面開展: 粉末制備、熱處理工藝、計算機模擬技術、雙性能粉末盤;
    鈦鋁系金屬間化合物已經開發(fā)到第四代,逐步向著多元微量和大量微元這兩個方向拓展,德國的漢堡大學,日本京都大學,德國的GKSS 中心等都進行了廣泛的研究,鈦鋁系金屬間化合物現(xiàn)已應用于船舶、生物醫(yī)用、體育用品領域;
    氧化物彌散強化高溫合金是粉末高溫合金一部分,正在生產研制的有近20 余種,具有較高的高溫強度和低的應力系數(shù),廣泛的應用于燃氣輪機耐熱抗氧化部件、先進航空發(fā)動機、石油化工反應釜等;
    耐蝕高溫合金主要用于替代耐火材料和耐熱鋼,應用于建筑及航天航空領域。

    常用類型

    編輯 語音
    1、GH4169高溫合金
    GH4169合金是鎳一鉻一鐵基高溫合金。GH4169合金屬于鎳基變形高溫合金。鎳基合金是一種最復雜的合金。它被廣泛地應用于制造各種高溫部件。同時,也是所有高溫合金中最為注目的一種合金。它的相對使用溫度在所有普通合金系中也是最高的。先進的飛機發(fā)動機中這種合金的比重在50%以上。
    GH4169合金是由國際鎳公司亨廷頓分公司的Eiselstein研制成功,于1995年公開介紹的時效硬化鎳—鉻—鐵基變形合金。合金是以體心立方g〞和面心立方g′相為沉淀強化的一種鎳基變形高溫合金,在650℃以下具有高的抗拉強度、屈服強度和良好的塑性,具有良好的抗腐蝕、抗輻射能、疲勞、斷裂韌性等綜合性能,以及滿意的焊接和焊后成型性能等。合金在-253~650℃很寬的溫度范圍內組織性能穩(wěn)定,成為在深冷和高溫條件下用途極廣的高溫合金。由于GH4169良好的綜合性能,被廣泛用于航空發(fā)動機的壓氣機盤、壓氣機軸、壓氣機葉片、渦輪盤、渦輪軸、機匣、緊固件和其它結構件和板材焊接件等 [3]  。
    我國于70年代開始研制GH4169合金,主要應用于盤件,使用時間比較短,所以采用真空感應加電渣重熔的雙聯(lián)工藝。八十年代開始應用于航空領域,提高和改進材料質量、提高合金的綜合性能和使用可靠性成為主要的研究方向。當前GH4169合金的主要研究方向為:
    (1)改進冶煉工藝,量化冶煉參數(shù),實現(xiàn)程序穩(wěn)定操作,使合金顯微組織更加均勻,從而得到優(yōu)良的屈服和疲勞強度以及抗裂紋擴展止裂能力,提高低周疲勞強度等;
    (2)改進熱處理工藝。熱處理工藝不能很好的消除鋼錠中心的偏析,所以對組織的均勻性有不利影響,因此采用合理的均勻化退火工藝,得到細晶坯料成為主要研究方向之一;
    (3)改進使用設計。由于GH4169的工作溫度不能高于650℃,所以應當加強零部件的冷卻,充分發(fā)揮該高溫合金的高性能、低成本等優(yōu)點;
    (4)提高組織穩(wěn)定性能。由于航空發(fā)動機部件的長壽命要求,對于提高GH4169合金長期時效組織穩(wěn)定性方面也是至關重要的。
    2、單晶高溫合金
    單晶合金材料已發(fā)展到第四代,承溫能力提升到1140℃,已近金屬材料使用溫度極限。未來要進一步滿足先進航空發(fā)動機的需求,葉片的研制材料要進一步拓展,陶瓷基復合材料有望取代單晶高溫合金滿足熱端部件在更高溫度環(huán)境下的使用。
    單晶高溫合金葉片研制難度和周期與其結構復雜性有關,普通復雜程度的單晶葉片研制周期較短,但在航空發(fā)動機上應用也需經歷較長的時間。從單晶實心葉片到單晶空心葉片、到高效氣冷復雜空心葉片等,技術難度跨度很大,相應的研制周期跨度也較大。一般一種普通復雜程度的單晶空心葉片從圖紙確認、模具設計到試制、再到小批投產,需要1~2年時間。但單晶葉片由于其復雜的服役環(huán)境,需要進行大量的驗證試驗,一般一種普通結構的單晶空心葉片從研制出來以后到航空發(fā)動機上應用需5~10年的時間,有的隨發(fā)動機研制進度,甚至需要15年或更長的時間 [4]  。


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