秉爭實(shí)業(yè)(青島市分公司)自成立以來,堅(jiān)持以守誠、便捷、資源整合、促進(jìn)行業(yè)為理念,堅(jiān)守主業(yè)、專注副業(yè),深挖 哈氏合金上下游產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),以行業(yè)領(lǐng)軍為愿景,為 哈氏合金行業(yè)的發(fā)展為使命,狠抓管理、認(rèn)真學(xué)習(xí)、專業(yè)培訓(xùn),打造出一支專業(yè)化團(tuán)隊(duì),成為了行業(yè)的新星。
我國發(fā)展自主航空航天產(chǎn)業(yè)研制先進(jìn)發(fā)動機(jī),將帶來市場對高端和新型高溫合金的需求增加。
航空發(fā)動機(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)動力裝置的航空發(fā)動機(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)動機(jī)對材料的苛刻要求而研制的,至今已成為航空發(fā)動機(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)動機(jī)中,高溫合金材料用量占發(fā)動機(jī)總量的40%~60%。在航空發(fā)動機(jī)上,高溫合金主要用于燃燒室、導(dǎo)向葉片、渦輪葉片和渦 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] 。
我國上海電氣、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)等方面近年來有了較大提高,拉動了對發(fā)電設(shè)備用的渦 的需求。正在進(jìn)行國產(chǎn)化研制的新一代發(fā)電裝備-大型地面燃機(jī)(也可作艦船動力)取得了顯著進(jìn)展,實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)后將帶動對高溫合金的需求。同時,核電設(shè)備的國產(chǎn)化,也將拉動對國產(chǎn)高溫合金的需求。
1、含錸單晶葉片的研究
在單晶的成分設(shè)計(jì)中,要兼顧合金性能和工藝性能,由于單晶中不存在晶界,并應(yīng)用在較為苛刻的環(huán)境下,所以引入了某些具有特殊作用的合金元素。隨著單晶合金的發(fā)展,合金的化學(xué)成分具有如下變化趨勢:引入Re元素,引入Ru、Ir等鉑族元素,增加難熔元素W、Mo、Re、Ta的含量;難熔元素的加入總量增加,C、B、Hf等元素從“完全去除”轉(zhuǎn)為“限量使用”;降低Cr含量從而允許加入更多其他的合金化元素而保持組織穩(wěn)定。
含錸單晶葉片大幅了其耐溫能力及蠕變強(qiáng)度。以PW公司的PWA1484、RR的CMSX-4,GE公司的Rene′N5為代表的第二代單晶合金與代單晶合金相比,通過加入3%的錸元素、適當(dāng)增大了鈷和鉬元素的含量,使其工作溫度提高了30℃,持久強(qiáng)度與抗氧化腐蝕能力達(dá)到很好的平衡。
含錸單晶葉片是未來航空發(fā)動機(jī)渦輪葉片的趨勢。單晶葉片由于其耐溫能力、蠕變強(qiáng)度、熱疲勞強(qiáng)度、抗氧化性能和抗腐蝕特性較定向凝固柱晶合金有了顯著提高,從而很快得到了航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)界的普遍認(rèn)可,幾乎所有先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)都采用了單晶合金用作渦輪葉片 [6] 。
1、牌號:固溶強(qiáng)化型鎳基高溫合金GH3007(GH5K);GH3030(GH30);GH3039(GH39);GH3044(GH44);GH3128(GH128);GH3170(GH170);GH3536(GH536);GH3600(GH600);GH3625(GH625);GH3652(GH652);
2、牌號:時效強(qiáng)化型鎳基高溫合金GH4033(GH33);GH4037(GH37);GH4049(GH49);GH4080A(GH80A);GH4090(GH90);GH4093(GH93);GH4098(GH98);GH4099(GH99);GH4105(GH105);GH4133(GH33A);GH4133B;GH4141(GH141);GH4145(GH145);GH4163(GH163);GH4169(GH169);GH4199(GH199);GH4202(GH202);GH4220(GH220);GH4413(GH413);GH4500(GH500);GH4586(GH586);GH4648(GH648);GH4698(GH698);GH4708(GH708);GH4710(GH710);GH4738(GH738;GH684);GH4742(GH742);
3、美國牌號:固溶強(qiáng)化型鎳基高溫合金Haynes214;Haynes230;Inconel600;Inconel601;;;Inconel602CA;Inconel617;Inconel625;RA333;HastelloyB;HastelloyN;HastelloyS;;HastelloyW;HastelloyX;HastelloyC-276;HaynesHR-120;HaynesHR-160;Nimonic75;Nimonic86;
4、美國牌號:沉淀硬化型鎳基高溫合金Astroloy;CustomAge625PLUS;Haynes242;Haynes263;HaynesR-41;Inconel100;Inconel102;Incoloy901;Inconel702;Inconel706;Inconel718;Inconel721;Inconel722;Inconel725;;Inconel751;InconelX-750;M-252;Nimonic80A;Nimonic90;Nimonic95;Nimonic100;Nimonic105;Nimonic115;C-263;Pyromet860;Pyromet31;Refractaloy26;Rene,41;Rene,95;Rene,100;Udimet500;Udimet520;Udimet630;Udimet700;Udimet710;Unitempaf2-1DA;Waspaloy。