A nikkel alapú szuperötvözet anyagok kutatásának előrehaladása
Az elmúlt fél évszázad során Kína számos nikkel alapú szuperötvözet rendszert fejlesztett ki és alakított ki, hogy megfeleljen az energia-, közlekedés-, légiközlekedés-, repülőgép- és más iparágak növekvő igényeinek. Különösen a nikkel alapú szuperötvözetek fejlesztése javította nagymértékben a kínai repülőgép-hajtóművek teljesítményét. jelentősen hozzájárult a javuláshoz. Ez a cikk röviden bemutatja a nikkel alapú szuperötvözetek fejlődéstörténetét, áttekinti a nikkel alapú szuperötvözetek elmúlt évek kutatási előrehaladását, valamint tárgyalja a nikkel alapú szuperötvözetek alkalmazási és fejlesztési irányait.
bevezetés
A modern gázturbinás motorok anyagainak több mint 50%-a magas hőmérsékletű ötvözetek felhasználásával történik, ebből a nikkel alapú magas hőmérsékletű ötvözetek mennyisége a motoranyag mintegy 40%-át teszi ki. A nikkel alapú ötvözetek kiváló átfogó tulajdonságokkal rendelkeznek közepes és magas hőmérsékleten. Alkalmasak hosszú ideig magas hőmérsékleten történő munkavégzésre, és ellenállnak a korróziónak és a kopásnak. Ezek a legösszetettebbek és széles körben használatosak a magas hőmérsékletű alkatrészekben, és számos kohászati tulajdonsággal rendelkeznek az összes szuperötvözet közül. A munkavállalók legnagyobb érdeklődésére számot tartó ötvözetek. A nikkel alapú magas hőmérsékletű ötvözetek főként a repülőgépiparban 950-1050 fokos szögben működő szerkezeti elemekben használatosak, mint például repülőgép-hajtóművek, turbinatárcsák, égésterek stb. hazám repülőgépiparának fejlődése szempontjából.
1. Áttekintés
A nikkel alapú magas hőmérsékletű ötvözetek olyan magas hőmérsékletű ötvözetek, amelyek nikkelt használnak mátrixként (általában több mint 50%-os tartalommal), nagy szilárdsággal és jó ellenállással rendelkeznek az oxidációval és a gázkorrózióval szemben, 650 és 1000 fok közötti tartományban. Cr20Ni80 ötvözet alapján lett kifejlesztve. A magas hőmérsékletű hőszilárdság (magas hőmérsékleti szilárdság, kúszásállóság, magas hőmérsékleti kifáradási szilárdság) 1000 fok körüli, valamint a gázközegben az oxidáció- és korróziógátló követelményeinek való megfelelés érdekében számos erősítés került hozzáadásra . Olyan elemek, mint a W, Mo, Ti, Al, Nb, Co stb., hogy biztosítsák a kiváló magas hőmérsékleti teljesítményt. A szuperötvözetek a szilárd oldatos erősítés mellett az Al, Ti stb. és Ni által alkotott intermetallikus vegyület ′ fázis (Ni3Al vagy Ni3Ti stb.) kicsapásos erősítésére, néhány finom stabil MC, M23C6 intragranuláris diszperziós erősítésére is támaszkodnak. a karbidok, a B, Zr, Re stb. pedig a szemcsehatárok tisztításában és erősítésében játszanak szerepet. A Cr hozzáadásának célja a magas hőmérsékletű ötvözetek antioxidáció- és magas hőmérsékletű korrózióállóságának további javítása. A nikkel alapú szuperötvözetek jó átfogó tulajdonságokkal rendelkeznek, és széles körben alkalmazzák őket a repülőgépiparban, az autóiparban, a kommunikációs és az elektronikai iparban. A nikkel alapú ötvözetek potenciális tulajdonságainak feltárásával a kutatók magasabb követelményeket támasztanak a teljesítményükkel szemben. Hazai és külföldi tudósok új feldolgozási technikákat dolgoztak ki a nikkel alapú ötvözetek számára, mint például az izoterm kovácsolás, az extrudálásos deformáció, a burkolat deformációja stb.
2. Nikkel alapú szuperötvözetek fejlődéstörténete
A nikkel alapú szuperötvözetek különösen fontos helyet foglalnak el a szuperötvözetek teljes területén. Kifejlesztése és használata az 1930-as évek végén kezdődött, és annak hátterében alakult ki, hogy a sugárhajtású repülőgépek megjelenése magasabb követelményeket támaszt a szuperötvözetek teljesítményével szemben. . Az Egyesült Királyságban először 1941-ben gyártották a nikkel alapú Nimonic75 (Ni-20Cr{5}}.4Ti) ötvözetet. A kúszási szilárdság javítása érdekében alumíniumot adtak hozzá a Nimonic80 (Ni{{9}) kifejlesztéséhez. }Cr-2.5Ti-1.3Al). Az Egyesült Államok a-1940s közepén, a Szovjetunió az 1940-es évek végén és Kína a-1950s közepén szintén kifejlesztett nikkelalapú szuperötvözeteket.
A nikkel alapú magas hőmérsékletű ötvözetek fejlesztése két szempontot foglal magában: az ötvözet összetételének javítását és a gyártási folyamatok innovációját. Az 1950-es évek elején a vákuumolvasztási technológia fejlődése megteremtette a feltételeket a magas alumínium- és titántartalmú nikkel alapú ötvözetek finomításához; az 1950-es évek végén befektetési precíziós öntési technológiát alkalmaztak jó magas hőmérsékleti szilárdságú öntőötvözetek sorozatának kifejlesztésére; az 1960-as években Középtávon az irányított kristályosítást és az egykristályos szuperötvözetek és a porkohászati szuperötvözetek jobb teljesítményt fejlesztettek ki; a hajók és az ipari gázturbinák igényeinek kielégítése érdekében az 1960-as évektől számos, magas krómtartalmú nikkel alapú magas króm nikkel alapú ötvözetet fejlesztettek ki, amelyek jobb melegkorrózióállósággal és stabil szerkezettel rendelkeznek. ötvözet. Az 1940-es évek elejétől az 1970-es évek végéig körülbelül 40 év alatt a nikkel alapú ötvözetek üzemi hőmérséklete 700 fokról 1100 fokra nőtt, átlagosan évi 10 fokkal.
