Просмотры:0 Автор:Pедактор сайта Время публикации: 2024-12-20 Происхождение:Работает
Жаропрочный сплав на основе никеля представляет собой жаропрочный сплав с никелем в качестве матрицы (его содержание обычно превышает 50%), который обладает высокой прочностью, хорошей стойкостью к окислению и стойкостью к газовой коррозии в диапазоне 650 ~ 1000 ℃. Разработан на основе сплава Х20Н80. Чтобы удовлетворить требованиям высокотемпературной термической прочности (высокотемпературная прочность, сопротивление ползучести, высокотемпературная усталостная прочность) при температуре около 1000 ℃, а также стойкости к окислению и коррозионной стойкости в газовой среде, большое количество упрочняющих элементов, таких как W , Mo, Ti, Al, Nb, Co и т. д. добавляются для обеспечения превосходных характеристик при высоких температурах.
Помимо эффекта упрочнения твердого раствора, жаропрочный сплав больше зависит от дисперсионного упрочнения γ'-фазы интерметаллического соединения (Ni3Al или Ni3Ti и т. д.), образованного Al, Ti и т. д. и Ni, и внутризеренной дисперсии. упрочнение некоторых мелких стабильных карбидов MC, М23С6, а также очистка и упрочнение от B, Zr, Re и др. на границах зерен. Целью добавления Cr является дальнейшее улучшение стойкости к окислению и стойкости к высокотемпературной коррозии жаростойкого сплава.
Жаропрочный сплав на основе никеля обладает хорошими комплексными свойствами и широко используется в аэрокосмической, автомобильной, коммуникационной и электронной промышленности. Изучая потенциальные характеристики сплавов на основе никеля, исследователи выдвинули более высокие требования к их характеристикам. Отечественными и зарубежными учеными разработаны новые технологии обработки сплавов на основе никеля, такие как изотермическая ковка, экструзионная деформация, деформация оболочки.
Применение суперсплавов на основе никеля
В аэрокосмических двигателях рабочие условия представляют собой высокие температуры (600–1200 ℃), стрессовые воздействия сложны, а требования к материалам строгие; Жаропрочные сплавы на основе никеля обладают достаточно высокой жаростойкостью, хорошей пластичностью, стойкостью к высокотемпературному окислению и газовой коррозии, долговременной организационной стабильностью. Поэтому жаропрочные сплавы на основе никеля в основном используются для изготовления деталей горячей части газотурбинных двигателей и различных высокотемпературных деталей авиационно-космических ракетных двигателей.
В авиационных турбодвигателях жаропрочные сплавы на основе никеля применяют главным образом в камерах сгорания, направляющих аппаратах, лопатках и дисках турбин; в авиационно-космических ракетных двигателях их применяют в основном в дисках турбин, а также в валах двигателей, перегородках камеры сгорания, входных каналах турбин и спринклерах.
С развитием индустриализации моей страны жаропрочные сплавы на основе никеля постепенно используются в гражданской энергетике, транспорте, нефтехимии, металлургии, горнодобывающей промышленности, производстве стекла и строительных материалов. В настоящее время жаропрочные сплавы на основе никеля применяются в основном в дизельных двигателях и турбокомпрессорах двигателей внутреннего сгорания, промышленных газовых турбинах, седлах клапанов двигателей внутреннего сгорания, рулевых роликах и т.д.
Тенденции развития суперсплавов на основе никеля
С точки зрения использования и развития, тенденция развития жаропрочных сплавов на основе никеля должна быть направлена на обеспечение высокой прочности, стойкости к термической коррозии и низкой плотности.
(1) Стремление к высокой прочности. Добавление соответствующих количеств Al, Ti и Ta гарантирует количество фазы упрочнения γ'; добавление большого количества тугоплавких металлических элементов, таких как W, Mo и Re, также является эффективным способом повышения прочности. Однако, чтобы сохранить хорошую структурную стабильность и не выделять вредные фазы, такие как σ и μ, структурную стабильность сплава улучшают за счет добавления Ru в сплавы нового поколения.
(2) Разработка монокристаллических сплавов с превосходной стойкостью к термической коррозии. Добавление соответствующего количества тугоплавких металлов, таких как W и Ta, гарантирует высокое содержание Cr.
(3) Разработка монокристаллических сплавов низкой плотности. С точки зрения конструкции авиационных двигателей трудно получить сплавы с высокой плотностью, особенно для движущихся лопаток, которые не подходят для очень больших центробежных сил. С этой целью необходима разработка монокристаллических жаропрочных сплавов с низкой плотностью, таких как CMSX-6, RR2000, TMS-61, AM-3, ONERAM-3 и др. Среди них монокристаллический сплав RR2000 фактически разработан на основе сплава ИН100 (К17) плотностью 7,87 г/см3.
