Forskningsfremgang av nikkelbaserte superlegeringsmaterialer
I løpet av det siste halve århundret har Kina utviklet og dannet mange nikkelbaserte superlegeringssystemer for å møte de økende behovene til kraft, transport, luftfart, romfart og andre industrier. Spesielt har utviklingen av nikkelbaserte superlegeringer forbedret ytelsen til Kinas romfartsmotorer betydelig. gitt et betydelig bidrag til forbedring. Denne artikkelen introduserer kort utviklingshistorien til nikkelbaserte superlegeringer, gjennomgår forskningsfremgangen til nikkelbaserte superlegeringer de siste årene, og diskuterer bruks- og utviklingstrender for nikkelbaserte superlegeringer.
introduksjon
Mer enn 50 % av materialene i moderne gassturbinmotorer bruker høytemperaturlegeringer, hvorav mengden nikkelbaserte høytemperaturlegeringer utgjør om lag 40 % av motormaterialene. Nikkelbaserte legeringer har utmerkede omfattende egenskaper ved middels og høye temperaturer. De er egnet for arbeid ved høye temperaturer i lang tid og kan motstå korrosjon og slitasje. De er de mest komplekse og mye brukt i høytemperaturdeler og har mange metallurgiske egenskaper blant alle superlegeringer. Legeringer av størst interesse for arbeidere. Nikkelbaserte høytemperaturlegeringer brukes hovedsakelig i strukturelle komponenter som arbeider ved 950~1050 grader i romfartsfeltet, slik som arbeidsblader for flymotorer, turbinskiver, forbrenningskamre osv. Derfor er studiet av nikkelbaserte superlegeringer av stor betydning betydning for utviklingen av mitt lands luftfartsindustri.
1 Oversikt
Nikkelbaserte høytemperaturlegeringer er høytemperaturlegeringer som bruker nikkel som matrise (vanligvis mer enn 50 % innhold) og har høy styrke og god motstand mot oksidasjon og gasskorrosjon i området 650 til 1000 grader. Den er utviklet på grunnlag av Cr20Ni80-legering. For å møte kravene til høytemperatur termisk styrke (høytemperaturstyrke, krypemotstand, høytemperaturtretthetsstyrke) rundt 1000 grader og antioksidasjon og anti-korrosjon i gassmedier, er det lagt til et stort antall forsterkninger . Elementer, som W, Mo, Ti, Al, Nb, Co, etc., for å sikre dens overlegne høytemperaturytelse. I tillegg til forsterkning av fast oppløsning, er superlegeringer også avhengige av utfellingsforsterkning av den intermetalliske forbindelsen ′-fasen (Ni3Al eller Ni3Ti, etc.) dannet av Al, Ti, etc. og Ni, den intragranulære dispersjonsforsterkning av en eller annen fin stabil MC, M23C6 karbider, og B, Zr, Re osv. spiller en rolle i å rense og styrke korngrensene. Hensikten med å tilsette Cr er å ytterligere forbedre antioksidasjons- og høytemperaturkorrosjonsbestandigheten til høytemperaturlegeringer. Nikkelbaserte superlegeringer har gode omfattende egenskaper og har blitt mye brukt i luftfarts-, bil-, kommunikasjons- og elektronikkindustrien. Med utforskningen av de potensielle egenskapene til nikkelbaserte legeringer har forskere stilt høyere krav til deres ytelse. Innenlandske og utenlandske forskere har utviklet nye prosesseringsteknikker for nikkelbaserte legeringer, som isotermisk smiing, ekstruderingsdeformasjon, kledningsdeformasjon, etc. .
2. Utviklingshistorie for nikkelbaserte superlegeringer
Nikkelbaserte superlegeringer inntar en spesielt viktig posisjon innen hele feltet av superlegeringer. Utviklingen og bruken begynte på slutten av 1930-tallet, og ble utviklet på bakgrunn av at fremveksten av jetfly satte høyere krav til ytelsen til superlegeringer. . Storbritannia produserte først den nikkelbaserte legeringen Nimonic75 (Ni-20Cr-0.4Ti) i 1941. For å forbedre krypestyrken ble aluminium tilsatt for å utvikle Nimonic80 (Ni{{9} }Cr-2.5Ti-1.3Al). USA på midten{14}}, Sovjetunionen på slutten av 1940-tallet og Kina på midten av-1950tallet utviklet også nikkelbaserte superlegeringer.
Utviklingen av nikkelbaserte høytemperaturlegeringer inkluderer to aspekter: forbedring av legeringssammensetning og innovasjon av produksjonsprosesser. På begynnelsen av 1950-tallet skapte utviklingen av vakuumsmelteteknologi forutsetninger for raffinering av nikkelbaserte legeringer som inneholder høyt aluminium og titan; på slutten av 1950-tallet ble investeringspresisjonsstøpeteknologi brukt til å utvikle en serie støpelegeringer med god høytemperaturstyrke; på 1960-tallet På mellomlang sikt ble retningskrystallisering og enkeltkrystall-superlegeringer og pulvermetallurgi-superlegeringer med bedre ytelse utviklet; For å møte behovene til skip og industrielle gassturbiner ble det utviklet en rekke nikkelbaserte høykrom-nikkel-legeringer med bedre varmekorrosjonsbestandighet og stabil struktur siden 1960-tallet. legering. På rundt 40 år fra tidlig 1940-år til slutten av 1970-tallet økte driftstemperaturen til nikkelbaserte legeringer fra 700 grader til 1100 grader, med en gjennomsnittlig økning på rundt 10 grader per år.
