高溫合金簡介(鎳基合金在高溫合金中的地位)

博主:adminadmin 2023-01-04 10:00:01 條評論
摘要:很多人不知道高溫合金簡介的知識,小編對鎳基合金在高溫合金中的地位進行分享,希望能對你有所幫助!本文導讀目錄:1、高溫合金簡介2、鎳基合金在高溫合金中的地位3、鎳基高溫合金的優點及應用高溫合金簡介高溫合金是指以鐵、鎳、鈷為基,能在600℃以上的高溫及一定應力作用下長期工作的一類金屬材料;并具有較高的高溫強度,良好的抗氧化和抗腐蝕性能,良好的疲勞...

很多人不知道高溫合金簡介的知識,小編對鎳基合金在高溫合金中的地位進行分享,希望能對你有所幫助!

本文導讀目錄:

高溫合金簡介(鎳基合金在高溫合金中的地位)

1、高溫合金簡介

2、鎳基合金在高溫合金中的地位

3、鎳基高溫合金的優點及應用

高溫合金簡介

  高溫合金是指以鐵、鎳、鈷為基,能在600℃以上的高溫及一定應力作用下長期工作的一類金屬材料;并具有較高的高溫強度,良好的抗氧化和抗腐蝕性能,良好的疲勞性能、斷裂韌性等綜合性能。

  高溫合金為單一奧氏體組織,在各種溫度下具有良好的組織穩定性和使用可靠性。

  表1GH4169的主要化學成分(質量分數%)。

  高溫合金由于其復雜、惡劣的工作環境,其加工表面完整性對于其性能的發揮具有非常重要的作用。

  但是高溫合金是典型難加工材料,其微觀強化項硬度高,加工硬化程度嚴重,并且其具有高抗剪切應力和低導熱率,切削區域的切削力和切削溫度高,在加工過程中經常出現加工表面質量低、刀具破損非常嚴重等問題。

  在一般切削條件下,高溫合金表層會產生硬化層、殘余應力、白層、黑層、晶粒變形層等過大的問題。

  傳統的劃分高溫合金材料可以根據以下3種方式來進行:按基體元素種類、合金強化類型、材料成型方式來進行劃分。

  ②鈦鋁系金屬間化合物已經開發到第四代,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已應用于船舶、生物醫用、體育用品領域;。

  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。

  目前,先進的飛機發動機中這種合金的比重在50%以上。

  (1)改進冶煉工藝,量化冶煉參數,實現程序穩定操作,使合金顯微組織更加均勻,從而得到優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;。

  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,充分發揮該高溫合金的高性能、低成本等優點;。

  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動機上應用需5~10年的時間,有的隨發動機研制進度,甚至需要15年或更長的時間。

  航空發動機被稱為“工業之花”,是航空工業中技術含量最高、難度最大的部件之一。

  作為飛機動力裝置的航空發動機,特別重要的是金屬結構材料要具備輕質、高強、高韌、耐高溫、抗氧化、耐腐蝕等性能,這幾乎是結構材料中最高的性能要求。

  在現代先進的航空發動機中,高溫合金材料用量占發動機總量的40%60%。

  在航空發動機上,高溫合金主要用于燃燒室、導向葉片、渦輪葉片和渦輪盤四大熱段零部件;此外,還用于機匣、環件、加力燃燒室和尾噴口等部件。

  煤電用高參數超超臨界發電鍋爐中,過熱器和再過熱器必須使用抗蠕變性能良好,在蒸汽側抗氧化性能和在煙氣側抗腐蝕性能優異的高溫合金管材;在氣電用燃氣輪機中,渦輪葉片和導向葉片需要使用抗高溫腐蝕性能優良和長期組織穩定的抗熱腐蝕高溫合金;在核電領域中,蒸汽發生器傳熱管必須選用抗溶液腐蝕性能良好的高溫合金;在煤的氣化和節能減排領域,廣泛采用抗高溫熱腐蝕和抗高溫磨蝕性能優異的高溫合金;在石油和天然氣開采,特別是深井開采中,鉆具處于4-150℃的酸性環境中,加之CO2,H2S和泥沙等的存在,必須采用耐蝕耐磨高溫合金[5]。

鎳基合金在高溫合金中的地位

  鎳基合金之所以能夠成為高溫合金領域中最為寬泛、強悍的合金主要是因為以下三個原因:。

  2、鎳基合金可以形成共格有序的A3B型金屬間化合物[Ni3(Al,Ti)]相作為強化相,使合金得到有效強化,獲得比鐵基高溫合金和鈷基高溫合金更高的高溫強度。

鎳基高溫合金的優點及應用

  高溫合金有較高的高溫強度,良好的抗氧化和抗腐蝕性能,良好的疲勞性能、斷裂韌性等綜合性能。

  高溫合金為單一奧氏體組織,在各種溫度下具有良好的組織穩定性和使用可靠性。

  那么,以鎳為基體(含量一般大于50%)在650~1000℃范圍內具有較高的強度和良好的抗氧化、抗燃氣腐蝕能力的高溫合金稱之為鎳基高溫合金(以下簡稱“鎳基合金”)。


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