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高温合金都有哪些主要分类?

2023-03-29 19:48:20 编辑:join 浏览量:591

高温合金都有哪些主要分类?

高温合金是指以铁、镍、钴为基,能在600℃以上的高温及一定应力作用下长期工作的一类金属材料,具有优异的高温强度,良好的抗氧化和抗热腐蚀性能,良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能,又被称为“超合金,”主要应用于航空航天领域和能源领域。br>传统的划分高温合金材料可以根据以下3种方式来进行:按基体元素种类、合金强化类型、材料成型方式来进行划分。br>1、按基体元素种类br>⑴铁基高温合金br>铁基高温合金又可称作耐热合金钢。它的基体是Fe元素,加入少量的Ni、Cr等合金元素,耐热合金钢按其正火要求可分为马氏体、奥氏体、珠光体、铁素体耐热钢等。br>⑵镍基高温合金br>镍基高温合金的含镍量在一半以上,适用于1000℃以上的工作条件,采用固溶、时效的加工过程,可以使抗蠕变性能和抗压抗屈服强度大幅提升。目前就高温环境使用的高温合金来分析,使用镍基高温合金的范围远远超过铁基和钴基高温合金用处。同时镍基高温合金也是我国产量最大、使用量最大的一种高温合金.很多涡轮发动机的涡轮叶片及燃烧室,甚至涡轮增压器也使用镍基合金作为制备材料。半个多世纪以来,航空发动机所应用的高温材料承受高温能力从20世纪40年代末的750℃提高到90年代末的1200℃应该说,这一巨大提升也促使铸造工艺加工及表面涂层等方面快速发展。br>⑶钴基高温合金br>钴基高温合金是以钴为基体,钴含量大约占60%,同时需要加入Cr、Ni等元素来提升高温合金的耐热性能,虽然这种高温合金耐热性能较好,但由于各个国家钴资源产量比较少,加工比较困难,因此用量不多。通常用于高温条件(600~1000℃)和较长时间受极限复杂应力高温零部件,例如航空发动机的工作叶片、涡轮盘、燃烧室热端部件和航天发动机等。为了获得更优良的耐热性能,一般条件下要在制备时添加元素如W、MO、Ti、Al、Co,以保证其优越的抗热抗疲劳性。br>2、合金强化类型br>根据合金强化类型,高温合金可以分为固溶强化型高温合金和时效沉淀强化合金。br>⑴固溶强化型br>所谓固溶强化型即添加一些合金元素到铁、镍或钴基高温合金中,形成单相奥氏体组织,溶质原子使固溶体基体点阵发生畸变,使固溶体中滑移阻力增加而强化。有些溶质原子可以降低合金系的层错能,提高位错分解的倾向,导致交滑移难于进行,合金被强化,达到高温合金强化的目的。br>⑵时效沉淀强化br>所谓时效沉淀强化即合金工件经固溶处理,冷塑性变形后,在较高的温度放置或室温保持其性能的一种热处理工艺。例如:GH4169合金,在650℃的最高屈服强度达1000MPa,制作叶片的合金温度可达950℃。br>3、材料成型方式br>通过材料成型方式划分有:铸造高温合金(包括普通铸造合金、单晶合金、定向合金等)、变形高温合金、粉末冶金高温合金(包含普通粉末冶金和氧化物弥散强化高温合金)。br>⑴铸造高温合金br>采用铸造方法直接制备零部件的合金材料叫铸造高温合金。根据合金基体成分划分,可以分为铁基铸造高温合金、镍基铸造高温合金和钻基铸造高温合金3种类型。按结晶方式划分,可以分为多晶铸造高温合金、定向凝固铸造高温合金、定向共晶铸造高温合金和单晶铸造高温合金等4种类型。br>⑵变形高温合金br>目前仍然是航空发动机中使用最多的材料,在国内外应用都比较广泛,我国变形高温合金年产量约为美国的1/8[2]。以GH4169合握孝金为例,它是国内外应用范围最多的一个主要品种.我国主要在涡轮轴发动机的螺栓、压缩机及轮、甩油盘作为主要零件,随着其他合金产品的日益成熟,变形高温合金的使用量可能逐渐减少,但在未来数十年中仍然会是占主导地位。br>⑶新型高温合金br>包括粉末高温合金、钛铝系金属间化合物、氧化物弥散强化高温合金、耐蚀高温合金、粉末冶金及纳米材料等多种细分产品领域.br>①第三代粉末高温合金的合金化程度提升,使其兼顾了前两代的优点,缺腊获得了更高的强度较低的损伤,粉末高温合金生产工艺日趋成熟,未来可能从以下几个方面开展:粉末制备、热处理工艺、计算机模拟技术、双性能粉末盘;br>②钛铝系金属间化合物已段扮稿经开发到第四代,逐步向着多元微量和大量微元这两个方向拓展,德国的汉堡大学,日本京都大学,德国的GKSS中心等都进行了广泛的研究,钛铝系金属间化合物现已应用于船舶、生物医用、体育用品领域;br>③氧化物弥散强化高温合金是粉末高温合金一部分,正在生产研制的有近20余种,具有较高的高温强度和低的应力系数,广泛的应用于燃气轮机耐热抗氧化部件、先进航空发动机、石油化工反应釜等;br>④耐蚀高温合金主要用于替代耐火材料和耐热钢,应用于建筑及航天航空领域。

标签:合金,高温

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