稀有金属具有各种优良性质,因而在国民经济各部门及近代科学技术各领域中(如航天、能源、电子、化工等),都占有日益重要的地位。在某些领域中,稀有金属材料的应用甚至成为促进该领域在某一阶段发展的主要因素之一。 地球上镍的蕴藏量很少,只有铁的六百分之—左右,并且镍又是同多种元素混合在一起,不容易提炼,所以镍比较昂贵。镍是高温合金的重要材料,有独特的耐腐蚀性,并是明显改善钢铁等金属性能的“佐料”,应用广泛。 镍是银白色的金属,密度为8.9g/cm3,熔点为1455℃,具有面心立方晶格,强度较高,塑性较好,导热性差,电阻较大。在空气、水、海水、许多盐溶液、有机介质特别是各种碱液中,因镍表面形成钝化膜保护层而有极强的耐蚀性,其耐海水及热碱腐蚀的能力在金属中表现突出。纯镍常用做磁性材料及生产不锈钢的合金,也用于电真空零件及耐蚀零件。 镍合金是在镍中加入铜、铬、铝、钨、钛、铝等而形成的,用于高温、耐蚀场合。Ni-Cu型合金又称蒙乃尔合金,无低温脆性,无磁性,焊接性较好,易于冷热成形。其很适于制作低温设备,高温耐碱、耐海水及耐氢氟酸腐蚀设备,如换热设备、反应釜、容器、弹性零件。Ni-Cr型合金又称因科内尔合金,焊接性、冷热成形性及耐蚀性较好,并有优良的抗高温氧化性能,耐硝酸腐蚀性突出。主要用于高温工作的受力零件及设备,也可制作耐蚀零件,如加热器、核动力蒸发器、电炉丝、冷凝器、硝酸生产设备的耐蚀零...
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引言现代燃气涡轮发动机有50%以上质量的材料采用高温合金,其中镍基高温合金的用量在发动机材料中约占40%.镍基合金在中、高温度下具有优异综合性能,适合长时间在高温下工作,能够抗腐蚀和磨蚀,是最复杂的、在高温零部件中应用最广泛的、在所有超合金中许多冶金工作者最感兴趣的合金。镍基高温合金主要用于航空航天领域950~1050℃下工作的结构部件,如航空发动机的工作叶片、涡轮盘、燃烧室等。因此,研究镍基高温合金对于我国航天航空事业的发展具有重要意义。1概述镍基高温合金是以镍为基体(含量一般大于50%)、在650~1000℃范围内具有较高的强度和良好的抗氧化、抗燃气腐蚀能力的高温合金。它是在Cr20Ni80合金基础上发展起来的,为了满足1000℃左右高温热强性(高温强度、蠕变抗力、高温疲劳强度)和气体介质中的抗氧化、抗腐蚀的要求,加入了大量的强化元素,如W、Mo、Ti、Al、Nb、Co等,以保证其优越的高温性能。除具有固溶强化作用,高温合金更依靠Al、Ti等与Ni形成金属间化合物γ′相(Ni3Al或Ni3Ti等)的析出强化和部分细小稳定MC、M23C6碳化物的晶内弥散强化以及B、Zr、Re等对晶界起净化、强化作用。添加Cr的目的是进一步提高高温合金抗氧化、抗高温腐蚀性能。镍基高温合金具有良好的综合性能,目前已被广泛地用于航空航天、汽车、通讯和电子工业部门。随着对镍基合金潜在性能的发掘,研究人员...
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非晶软磁合金材料及其形成机理根据原子排列方式把物质划分为晶体和非晶体两类。物质里面的原子排列是整洁有序的叫做晶体;物质的原子排列是混乱的叫做非晶体。通常情况下,金属及合金在从液体凝固成固体时,原子总是从液体的混乱排列转变成整洁的排列,即成为晶体。但是,假如金属或合金的凝固速度非常快(例如用每秒高达一百万度的冷却速率将铁-硼合金熔体凝固),原子来不及整洁排列便被冻结住了,终极的原子排列方式类似于液体,是混乱的,这就是非晶合金(又称为金属玻璃)。由于不同的物质形成非晶所需要的冷却速度大不相同。单一金属需要每秒高达一亿度以上的冷却速度才能形成非晶态。受目前工艺水平的限制,实际生产中难以达到如此高的冷却速度,普通的单一的金属难以从生产上制成非晶。为了获得非晶态的金属,一般将金属与其它物质混合。当原子尺寸和性质不同的几种物质搭配混合后,就形成了合金。这些合金具有两个重要性质:①合金的成分一般在冶金学上的所谓“共晶”点四周,它们的熔点远低于纯金属,例如FeSiB合金的熔点一般为1200度以下,而纯铁的熔点为1538度;②由于原子的种类多了,合金在液体时它们的原子更加难以移动,在冷却时更加难以整洁排列,也就是说更加轻易被“冻结”成非晶。有了上面的两个重要条件,合金才可能比较轻易地形成非晶。实际上,目前所有的实用非晶合金都是两种或更多种元素组成的合金,例如Fe-Si-B,FeNiPB,CoZr,Z...
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高温合金,又称超合金,高温合金是一种能够在600℃以上及一定应力条件下长期工作的金属材料,具有优异的高温强度,良好的抗氧化和抗热腐蚀性能,良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能。高温合金的材料特征使其成为航空发动机中不可替代的关键材料。在世界先进发动机研制中,高温合金材料用量已占到发动机总量的40%~60%。所以,高温合金材料也被誉为“先进发动机基石”。航空发动机用高温合金占高温合金需求的一半以上。随着国内一批新型号航空发动机进入量产,高温合金需求有望快速增长。以歼10B、歼15、歼16为代表的多款三代半战斗机陆续进入列装,WS-10发动机需求持续增长。未来几年,随着国产大型运输机运20的投产,大涵道比发动机将进入量产阶段;小涵道比中推、小推航空发动机也将逐步进入量产。国产航空发动机需求的增长将驱动航空用高温合金需求进入快速增长期。高温合金在民用工业中的应用也越来越广泛。高温合金在燃气轮机、车用涡轮增压器、核电、石油石化等行业有着重要的应用。工业化的推进和国内高端装备制造业的发展将持续拉动民用工业对高温合金的需求,目前民用高温合金占总需求的20%,未来这一比例有望持续提升。我们根据测算认为,到2020年,我国高温合金需求约为4万吨,对应市场空间90.5亿元:航空发动机、汽车废气涡轮增压器、核电工业用高温合金需求的增长将驱动行业需求的爆发。而目前,我国高温合金产能约1.26万吨,实际产量...
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