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主要應(yīng)用 1、航空航天領(lǐng)域我國發(fā)展自主航空航天產(chǎn)業(yè)研制先進發(fā)動機,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。作為飛機動力裝置的航空發(fā)動機,特別重要的是金屬結(jié)構(gòu)材料要具備輕質(zhì)、高強、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)動機對材料的苛刻要求而研制的,至今已成為航空發(fā)動機熱端部件不可替代的一類關(guān)鍵材料。目前,在先進的航空發(fā)動機中,高溫合金用量所占比例已高達50%以上。在現(xiàn)代先進的航空發(fā)動機中,高溫合金材料用量占發(fā)動機總量的40%~60%。在航空發(fā)動機上,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;在氣電用燃氣輪機中,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 。我國上海電氣、東方電氣、哈爾濱汽輪機廠等大型發(fā)電設(shè)備制造集團在生產(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)備用的渦輪pan的需求。正在進行國產(chǎn)化研制的新一代發(fā)電裝備-大型地面燃機(也可作艦船動力)取得了顯著進展,實現(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。




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高溫合金材料領(lǐng)域中占有特殊重要的地位,廣泛地用來制造航空噴氣發(fā)動機、各種工業(yè)燃氣輪機的熱端部件,如工作葉片、導(dǎo)向葉片和燃燒室等。按強化方式可分為固溶強化鎳基變形高溫合金,弱時效強化鎳基變形高溫合金和強時效強化鎳基變形高溫合金3類。成分特點 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18%~20%,在60年代,為了提高高溫強度,將鉻含量降低到8%~12%。過度降鉻有損抗yang化、耐蝕能力。固溶強化鎳基變形高溫合金中加入較多的鎢、鉬、鉆等元素。弱時效強化鎳基變形高溫合金可添加一定量的鋁、鈦、鈮等時效強化元素。在強時效強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7.5%。也加入硼、鈰、鎂等晶界強化元素。組織特點 鎳基變形高溫合金中主要的強化相是γ’(Ni3Al)相,(見高溫合金材料的金屬問化合物相),含量達20%~55%左右。另一類強化相是。γ’,(Ni3Nb)相(見高溫合金材料的金屬問化合物相),在700℃以下對強度的貢獻遠大于γ’相,特別顯著地提高屈服強度。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’相很高的強時效強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提高塑性。




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