高溫合金在能源領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用(GH3044高溫合金低周疲勞性能研究)
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1、高溫合金在能源領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用
高溫合金在能源領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用
高溫合金是指以鐵、鎳、鈷為基,能在600℃以上的高溫及一定應(yīng)力作用下長期工作的一類金屬材料;并具有較高的高溫強(qiáng)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(wěn)定性和使用可靠性。
表1GH4169的主要化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)%)。
高溫合金由于其復(fù)雜、惡劣的工作環(huán)境,其加工表面完整性對于其性能的發(fā)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(qiáng)化項(xiàng)硬度高,加工硬化程度嚴(yán)重,并且其具有高抗剪切應(yīng)力和低導(dǎo)熱率,切削區(qū)域的切削力和切削溫度高,在加工過程中經(jīng)常出現(xiàn)加工表面質(zhì)量低、刀具破損非常嚴(yán)重等問題。
在一般切削條件下,高溫合金表層會(huì)產(chǎn)生硬化層、殘余應(yīng)力、白層、黑層、晶粒變形層等過大的問題。
傳統(tǒng)的劃分高溫合金材料可以根據(jù)以下3種方式來進(jìn)行:按基體元素種類、合金強(qiáng)化類型、材料成型方式來進(jìn)行劃分。
②鈦鋁系金屬間化合物已經(jīng)開發(fā)到第四代,逐步向著多元微量和大量微元這兩個(gè)方向拓展,德國的漢堡大學(xué),日本京都大學(xué),德國的GKSS中心等都進(jìn)行了廣泛的研究,鈦鋁系金屬間化合物現(xiàn)已應(yīng)用于船舶、生物醫(yī)用、體育用品領(lǐng)域;。
同時(shí),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(jìn)的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)中這種合金的比重在50%以上。
(1)改進(jìn)冶煉工藝,量化冶煉參數(shù),實(shí)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(qiáng)度以及抗裂紋擴(kuò)展止裂能力,提高低周疲勞強(qiáng)度等;。
由于GH4169的工作溫度不能高于650℃,所以應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)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(diǎn);。
單晶高溫合金葉片研制難度和周期與其結(jié)構(gòu)復(fù)雜性有關(guān),普通復(fù)雜程度的單晶葉片研制周期較短,但在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用也需經(jīng)歷較長的時(shí)間。
從單晶實(shí)心葉片到單晶空心葉片、到高效氣冷復(fù)雜空心葉片等,技術(shù)難度跨度很大,相應(yīng)的研制周期跨度也較大。
一般一種普通復(fù)雜程度的單晶空心葉片從圖紙確認(rèn)、模具設(shè)計(jì)到試制、再到小批投產(chǎn),需要1~2年時(shí)間。
但單晶葉片由于其復(fù)雜的服役環(huán)境,需要進(jìn)行大量的驗(yàn)證試驗(yàn),一般一種普通結(jié)構(gòu)的單晶空心葉片從研制出來以后到航空發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用需5~10年的時(shí)間,有的隨發(fā)動(dòng)機(jī)研制進(jìn)度,甚至需要15年或更長的時(shí)間。
航空發(fā)動(dòng)機(jī)被稱為“工業(yè)之花”,是航空工業(yè)中技術(shù)含量最高、難度最大的部件之一。
作為飛機(jī)動(dòng)力裝置的航空發(fā)動(dòng)機(jī),特別重要的是金屬結(jié)構(gòu)材料要具備輕質(zhì)、高強(qiáng)、高韌、耐高溫、抗氧化、耐腐蝕等性能,這幾乎是結(jié)構(gòu)材料中最高的性能要求。
在現(xiàn)代先進(jìn)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)中,高溫合金材料用量占發(fā)動(dòng)機(jī)總量的40%60%。
在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上,高溫合金主要用于燃燒室、導(dǎo)向葉片、渦輪葉片和渦輪盤四大熱段零部件;此外,還用于機(jī)匣、環(huán)件、加力燃燒室和尾噴口等部件。
煤電用高參數(shù)超超臨界發(fā)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(cè)抗氧化性能和在煙氣側(cè)抗腐蝕性能優(yōu)異的高溫合金管材;在氣電用燃?xì)廨啓C(jī)中,渦輪葉片和導(dǎo)向葉片需要使用抗高溫腐蝕性能優(yōu)良和長期組織穩(wěn)定的抗熱腐蝕高溫合金;在核電領(lǐng)域中,蒸汽發(fā)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(jié)能減排領(lǐng)域,廣泛采用抗高溫?zé)岣g和抗高溫磨蝕性能優(yōu)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(huán)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]。
GH3044高溫合金低周疲勞性能研究
測試材料為GH3044棒材,材料密度為8.89103kg/m3。
該合金采用電弧爐和真空自耗重熔工藝熔煉,軋制成18mm1000mm的棒材,經(jīng)固溶(1140℃,保溫1h,空冷)熱處理,加工成低周疲勞試樣進(jìn)行試驗(yàn).該合金的化學(xué)成分如下表所示。
(1)GH3044合金在600℃不同應(yīng)變幅下呈現(xiàn)循環(huán)硬化現(xiàn)象。
(3)疲勞裂紋起源于試樣表面,但在高應(yīng)變幅下出現(xiàn)較多。
gh5188高溫合金
2205螺栓S31803螺栓1.4462螺栓GH2132螺栓1.4980螺栓Incoloy925螺栓660A螺栓1.4529螺栓Incoloy926螺栓Inconel601螺栓2507螺栓ALLOY20螺栓ALLOY28螺栓ALLOY31螺栓ALLOY59螺栓c-276螺栓904L螺栓254SMo螺栓660螺栓不銹鋼螺母。
那么以上的內(nèi)容就是關(guān)于高溫合金在能源領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用的介紹了,GH3044高溫合金低周疲勞性能研究是小編整理匯總而成,希望能給大家?guī)韼椭?/p>

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