Forskningsfremskridt for nikkelbaserede superlegeringsmaterialer
I løbet af det sidste halve århundrede har Kina udviklet og dannet mange nikkel-baserede superlegeringssystemer for at imødekomme de voksende behov inden for kraft, transport, luftfart, rumfart og andre industrier. Især udviklingen af nikkel-baserede superlegeringer har i høj grad forbedret ydeevnen af Kinas rumfartsmotorer. ydet et væsentligt bidrag til forbedring. Dette papir introducerer kort udviklingshistorien for nikkelbaserede superlegeringer, gennemgår forskningsfremskridtene for nikkelbaserede superlegeringer i de seneste år og diskuterer anvendelsen og udviklingstendenserne for nikkelbaserede superlegeringer.
introduktion
Mere end 50 % af materialerne i moderne gasturbinemotorer anvender højtemperaturlegeringer, hvoraf mængden af nikkelbaserede højtemperaturlegeringer udgør omkring 40 % af motormaterialerne. Nikkelbaserede legeringer har fremragende omfattende egenskaber ved mellem- og høje temperaturer. De er velegnede til at arbejde ved høje temperaturer i lang tid og kan modstå korrosion og slid. De er de mest komplekse og udbredte i højtemperaturdele og har mange metallurgiske egenskaber blandt alle superlegeringer. Legeringer af størst interesse for arbejdere. Nikkelbaserede højtemperaturlegeringer bruges hovedsageligt i strukturelle komponenter, der arbejder ved 950~1050 grader i luft- og rumfartsområdet, såsom aeromotorarbejdsblade, turbineskiver, forbrændingskamre osv. Derfor er undersøgelsen af nikkelbaserede superlegeringer af stor betydning betydning for udviklingen af mit lands luftfartsindustri.
1 Oversigt
Nikkelbaserede højtemperaturlegeringer er højtemperaturlegeringer, der bruger nikkel som matrix (generelt mere end 50% indhold) og har høj styrke og god modstandsdygtighed over for oxidation og gaskorrosion i området 650 til 1000 grader. Den er udviklet på basis af Cr20Ni80 legering. For at opfylde kravene til højtemperatur termisk styrke (højtemperaturstyrke, krybemodstand, højtemperaturtræthedsstyrke) omkring 1000 grader og antioxidation og anti-korrosion i gasmedier, er der tilføjet et stort antal forstærkninger . Elementer, såsom W, Mo, Ti, Al, Nb, Co, osv., for at sikre dens overlegne ydeevne ved høj temperatur. Ud over forstærkning af fast opløsning er superlegeringer også afhængige af udfældningsforstærkningen af den intermetalliske forbindelse ′ fase (Ni3Al eller Ni3Ti osv.) dannet af Al, Ti osv. og Ni, den intragranulære dispersionsstyrkelse af nogle fine stabile MC, M23C6 karbider, og B, Zr, Re osv. spiller en rolle i at rense og styrke korngrænser. Formålet med at tilføje Cr er yderligere at forbedre antioxidations- og højtemperaturkorrosionsbestandigheden af højtemperaturlegeringer. Nikkelbaserede superlegeringer har gode omfattende egenskaber og er blevet meget brugt i luftfarts-, bil-, kommunikations- og elektronikindustrien. Med udforskningen af de potentielle egenskaber ved nikkel-baserede legeringer har forskere stillet højere krav til deres ydeevne. Indenlandske og udenlandske forskere har udviklet nye forarbejdningsteknikker til nikkel-baserede legeringer, såsom isotermisk smedning, ekstruderingsdeformation, beklædningsdeformation osv.
2. Udviklingshistorie for nikkelbaserede superlegeringer
Nikkelbaserede superlegeringer indtager en særlig vigtig position inden for hele området for superlegeringer. Dens udvikling og anvendelse begyndte i slutningen af 1930'erne, og blev udviklet på baggrund af, at fremkomsten af jetfly stillede højere krav til ydeevnen af superlegeringer. . Det Forenede Kongerige producerede første gang den nikkelbaserede legering Nimonic75 (Ni-20Cr-0.4Ti) i 1941. For at forbedre krybestyrken blev der tilføjet aluminium for at udvikle Nimonic80 (Ni{{9} }Cr-2.5Ti-1.3Al). USA i midten af-1940erne, Sovjetunionen i slutningen af 1940'erne og Kina i midten af-1950erne udviklede også nikkelbaserede superlegeringer.
Udviklingen af nikkelbaserede højtemperaturlegeringer omfatter to aspekter: forbedring af legeringssammensætning og innovation af produktionsprocesser. I begyndelsen af 1950'erne skabte udviklingen af vakuumsmelteteknologi betingelser for raffinering af nikkelbaserede legeringer indeholdende høj aluminium og titanium; i slutningen af 1950'erne blev investeringspræcisionsstøbeteknologi brugt til at udvikle en række støbelegeringer med god højtemperaturstyrke; i 1960'erne På mellemlang sigt blev der udviklet retningsbestemt krystallisation og enkeltkrystal-superlegeringer og pulvermetallurgi-superlegeringer med bedre ydeevne; For at imødekomme behovene hos skibe og industrielle gasturbiner er der siden 1960'erne udviklet en række nikkel-baserede høj-chrom-nikkel-legeringer med bedre varmekorrosionsbestandighed og stabil struktur. legering. I omkring 40 år fra begyndelsen af 1940'erne til slutningen af 1970'erne steg driftstemperaturen for nikkel-baserede legeringer fra 700 grader til 1100 grader, med en gennemsnitlig stigning på omkring 10 grader om året.
