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鎳基變形高溫合金(wrought nickel-base superalloy) 以鎳為主要基體成分的變形高溫合金。它可采用常規(guī)的鍛、軋和擠壓等冷、熱變形手段加工成材。鎳基變形高溫合金在整個(gè)高溫合金材料領(lǐng)域中占有特殊重要的地位,廣泛地用來(lái)制造航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、各種工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)的熱端部件,如工作葉片、導(dǎo)向葉片和燃燒室等。按強(qiáng)化方式可分為固溶強(qiáng)化鎳基變形高溫合金,弱時(shí)效強(qiáng)化鎳基變形高溫合金和強(qiáng)時(shí)效強(qiáng)化鎳基變形高溫合金3類。成分特點(diǎn) 鉻在鎳基變形高溫合金中的主要作用是增加耐蝕能力。20世紀(jì)40~50年代發(fā)展的鎳基變形高溫合金中鉻含量高達(dá)18%~20%,在60年代,為了提高高溫強(qiáng)度,將鉻含量降低到8%~12%。過(guò)度降鉻有損抗yang化、耐蝕能力。固溶強(qiáng)化鎳基變形高溫合金中加入較多的鎢、鉬、鉆等元素。弱時(shí)效強(qiáng)化鎳基變形高溫合金可添加一定量的鋁、鈦、鈮等時(shí)效強(qiáng)化元素。在強(qiáng)時(shí)效強(qiáng)化鎳基變形高溫合金中則可以加入多量的鋁、鈦、鈮元素,但其總量不能超過(guò)7.5%。也加入硼、鈰、鎂等晶界強(qiáng)化元素。組織特點(diǎn) 鎳基變形高溫合金中主要的強(qiáng)化相是γ’(Ni3Al)相,(見(jiàn)高溫合金材料的金屬問(wèn)化合物相),含量達(dá)20%~55%左右。另一類強(qiáng)化相是。γ’,(Ni3Nb)相(見(jiàn)高溫合金材料的金屬問(wèn)化合物相),在700℃以下對(duì)強(qiáng)度的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)大于γ’相,特別顯著地提高屈服強(qiáng)度。加工方法 鎳基變形高溫合金塑性較低,變形抗力大,特別是含γ’相很高的強(qiáng)時(shí)效強(qiáng)化鎳基變形高溫合金,使用普通的熱加工手段變形有一定困難,往往需采取一些特殊的加工工藝,如鋼錠直接軋制、鋼錠包套直接軋制和包套鐓餅等新工藝。也采用加鎂合金化和彎曲晶界熱處理工藝來(lái)提高塑性。
主要應(yīng)用 1、航空航天領(lǐng)域我國(guó)發(fā)展自主航空航天產(chǎn)業(yè)研制先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī),將帶來(lái)市場(chǎng)對(duì)高端和新型高溫合金的需求增加。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、難度的部件之一。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yang化、耐腐蝕等性能,這幾乎是結(jié)構(gòu)材料中的性能要求。高溫合金是能夠在600℃以上及一定應(yīng)力條件下長(zhǎng)期工作的金屬材料。高溫合金是為了滿足現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)材料的苛刻要求而研制的,至今已成為航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件不可替代的一類關(guān)鍵材料。目前,在先進(jìn)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)中,高溫合金用量所占比例已高達(dá)50%以上。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pan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。 2、能源領(lǐng)域高溫合金在能源領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。煤電用高參數(shù)超超臨界發(fā)電鍋爐中,過(guò)熱器和再過(guò)熱器必須使用抗蠕變性能良好,在蒸汽側(cè)抗yang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(zhǎng)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(kāi)采,特別是深井開(kāi)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 。我國(guó)上海電氣、東方電氣、哈爾濱汽輪機(jī)廠等大型發(fā)電設(shè)備制造集團(tuán)在生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)技術(shù)等方面近年來(lái)有了較大提高,拉動(dòng)了對(duì)發(fā)電設(shè)備用的渦輪pan的需求。正在進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化研制的新一代發(fā)電裝備-大型地面燃機(jī)(也可作艦船動(dòng)力)取得了顯著進(jìn)展,實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)后將帶動(dòng)對(duì)高溫合金的需求。同時(shí),核電設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化,也將拉動(dòng)對(duì)國(guó)產(chǎn)高溫合金的需求。
專營(yíng):合金帶材、合金管材、合金棒材、合金鋼絲繩等鎳基合金材料。-正公差與負(fù)公差:在國(guó)內(nèi)提到公差,絕大部分往往就是指負(fù)公差。當(dāng)然正公差一定也是有的,但是很少很少。,EN 10273用于壓力目的的熱軋可焊接鋼棒具有特定的高溫性能,日本的鋼號(hào)中若是從美國(guó)引進(jìn)的牌號(hào),則在三位數(shù)字前加前綴“SUS”(也即是英文steel use stainless的簡(jiǎn)稱),但與ASTM(美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì))差別的是若日本自己研制的鋼號(hào)則后綴“J”表示Japan。如“SUS 316J1”,區(qū)別于“SUS 316”。,+ U未經(jīng)處理,中國(guó) GB24511-2009 承壓設(shè)備用不銹鋼鋼板及鋼帶鎳基合金定義:鎳基合金一般以Ni含量超過(guò)30wt%之合金稱之,常見(jiàn)產(chǎn)品之Ni含量都超過(guò)50wt%,由于具有超群的高溫機(jī)械強(qiáng)度與耐蝕性質(zhì),與鐵基和鈷基合金合稱為超合金(Superalloy),一般是應(yīng)用在540oC以上的高溫環(huán)境,并依其使用場(chǎng)合,選用不同合金設(shè)計(jì),多用于特殊耐蝕環(huán)境、高溫腐蝕環(huán)境、需具備高溫機(jī)械強(qiáng)度之設(shè)備。常應(yīng)用于航天、能源、石化工業(yè)或特殊電子/光電等領(lǐng)域。鎳基合金特點(diǎn):鎳基合金是超合金中應(yīng)用廣、強(qiáng)度的材料。超合金之名稱即源自于材料特色,包括:(1)性能超優(yōu)異:高溫下可維持高強(qiáng)度,且具有優(yōu)異的抗?jié)撟儭⒌葯C(jī)械性質(zhì),以及耐蝕特性與良好的塑性和銲接性。合金添加超繁雜:鎳基合金常添加十種以上之合金元素,用以增進(jìn)不同環(huán)境之耐蝕性;以及固溶強(qiáng)化或析出強(qiáng)化等作用。工作環(huán)境超惡劣:鎳基合金被廣泛用于各種嚴(yán)苛之使用條件,如航天飛行引擎燃?xì)馐业母邷馗邏翰糠荨⒑四?、石油、海洋工業(yè)之結(jié)構(gòu)件,耐蝕管線等。
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