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镍基合金的介绍

日期: 2021-02-07
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  高温合金或高性能合金是能够承受极端温度的材料,这些极端温度会破坏钢,钛和铝等常规金属。超级合金一词是在第二次世界大战后不久使用的,用于描述为在高温下需要高性能的涡轮增压器和飞机涡轮发动机开发的一组合金。使用超级合金的应用范围已扩展到许多其他领域,现在包括飞机和陆基燃气轮机,火箭发动机,化工厂和石油工厂。它们即使在超过650°C的长时间暴露后仍能保持大部分强度,因此特别适合这些苛刻的应用。它们的多功能性源于以下事实:它们将这种高强度与良好的低温延展性和出色的表面稳定性相结合。镍基高温合金是一种多组分复合合金,除镍外,还包含不同数量的铬,钼,钨,铌,铝,钛,钽,ReH,锆,硼和碳,以获得所需的强度,抗氧化性,耐腐蚀。自1940年代初期[3-5]以来,高温合金一直处于持续紧张的发展状态。在1950年代,从锻造到常规铸造到定向凝固到单晶涡轮叶片的演变已使金属允许温度提高了250°C,而冷却发展方面,涡轮机进气温度几乎翻了一番。最近的重要贡献来自单晶叶片中合金晶粒的排列,这使得可以更紧密地控制材料的弹性。这些属性进而控制叶片的固有振动频率。镍基合金可以固溶或沉淀强化。固溶强化合金,例如Hastelloy X,用于仅要求中等强度的应用。在最苛刻的应用中,例如燃气涡轮发动机的高温部分,需要沉淀强化合金。大多数镍基合金包含10-20%的Cr,最多8%的AlTi5-10%的Co和少量的BZrC。其他常见的添加元素包括MoWTaHfNb。从广义上讲,镍基高温合金中的元素添加可归类为:·γ形成剂(倾向于分配到γ矩阵的元素)。 ·γ'形成物(分解为γ'沉淀的元素)。 ·硬质合金成型器。 ·分离到晶界的元素,例如BCZr 。高温合金在涡轮发动机中的广泛使用以及涡轮发动机的热力学效率随涡轮进口温度的升高而增加的事实[1]。超级合金是一种金属合金,经过开发可以抵抗大多数高温,通常在达到绝对熔化温度的70%的情况下才可以。所有这些合金均具有出色的抗蠕变性,耐腐蚀和抗氧化性以及良好的表面稳定性和疲劳寿命。主要合金元素是镍,钴或镍铁,它们可以在元素周期系统的第8组中找到。特别是在航空航天工业和核工业中发现了应用领域。用于发动机和涡轮机。这些先进合金的发展可以更好地利用在高温下工作的发动机,因为涡轮进气温度(TIT)取决于形成涡轮叶片的材料的温度承受能力。镍基高温合金具有奥氏体面心立方,具有以下优点:·更好的机械性能·更高的模量·合金元素的更高溶解度·滑移面系统


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