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當(dāng)前位置:首頁 > 新聞信息 > 公司新聞 > 軍工航空材料需求提升高溫合金技術(shù)仍待突破

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來源 : www.beyondthesalon.com   發(fā)布時間 : 2016-09-08

據(jù)新華社電,6日,中國空軍運(yùn)-20飛機(jī)授裝接裝儀式在空軍航空兵某部舉行,中央軍委副主席許其亮出席儀式??哲娦侣劙l(fā)言人申進(jìn)科表示,我國自主發(fā)展的運(yùn)-20飛機(jī)正式列裝空軍航空兵部隊,標(biāo)志著空軍戰(zhàn)略投送能力邁出關(guān)鍵性一步。中投證券認(rèn)為,運(yùn)-20是中航飛機(jī)[-0.31% 資金 研報](000768,股吧)拳頭產(chǎn)品,新型飛機(jī)服役將帶動上游航材需求,高溫合金、鈦材和航空鍛件需求有望提升。

運(yùn)-20飛機(jī)是空軍戰(zhàn)略性、標(biāo)志性、引領(lǐng)性裝備,是我國自行研制的一種200噸級大型、多用途運(yùn)輸機(jī),可在復(fù)雜氣象條件下,執(zhí)行各種物資和人員的長距離航空運(yùn)輸任務(wù)。該機(jī)的順利研制并正式列裝部隊,實現(xiàn)了空中戰(zhàn)略投送裝備自主發(fā)展重大突破,標(biāo)志著我國航空設(shè)計制造能力邁上新臺階,對推進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)和國防現(xiàn)代化建設(shè),提高空軍戰(zhàn)略投送能力具有重要意義。

中投證券研報顯示,運(yùn)-20從開始研制到交付僅僅用了8年,表明我國航空工業(yè)的巨大進(jìn)步。運(yùn)-20等新型飛機(jī)研制成功將拉動上游材料需求,有望改善相關(guān)供應(yīng)商整體盈利水平。其中,高溫合金和鈦材有望率先受益。

另外,我國發(fā)動機(jī)項目也在抓緊研制中,對材料需求構(gòu)成支撐。從最新動態(tài)來看,7月4日至5日,工信部在上海組織召開大型客機(jī)發(fā)動機(jī)驗證機(jī)項目初步設(shè)計評審暨轉(zhuǎn)入詳細(xì)設(shè)計階段會議。工信部副部長辛國斌表示,要把握機(jī)遇,充分認(rèn)識我國航空發(fā)動機(jī)發(fā)展的戰(zhàn)略意義,積極推動驗證機(jī)研制各項工作,全面完成詳細(xì)設(shè)計階段任務(wù)。另外,北京市工商局企業(yè)信用信息公示系統(tǒng)顯示,中國航空發(fā)動機(jī)集團(tuán)有限公司已于5月31日成立,注冊資本500億元。

航空發(fā)動機(jī)項目的快速推進(jìn)和下游需求增長,為高溫合金材料帶來巨大需求。據(jù)券商研報介紹,高溫合金占發(fā)動機(jī)總重量的40%-60%,航空發(fā)動機(jī)推重比的提高,70%以上的貢獻(xiàn)來自材料技術(shù)。目前來看,全球范圍內(nèi)能夠生產(chǎn)航空航天用高溫合金的企業(yè)不超過50家,整個行業(yè)具有較為明顯的寡頭特征。對于涉及航天航空應(yīng)用領(lǐng)域的高溫合金鋼產(chǎn)品,發(fā)達(dá)國家均對外進(jìn)行嚴(yán)密管控。

為提升高溫合金材料技術(shù),工信部發(fā)布了《國家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)計劃(2015-2016年)》 ,明確要求突破高溫合金等材料技術(shù)。隨著海空軍裝備建設(shè)提速,以及民用航空市場需求增長,我國發(fā)動機(jī)及燃?xì)廨啓C(jī)需求規(guī)模將超萬億,高溫合金需求有望超過2000億元。券商研報認(rèn)為,萬澤股份[0.00% 資金 研報](000534,股吧)通過引入核心技術(shù)團(tuán)隊,戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型高溫合金領(lǐng)域,在高溫合金母合金技術(shù)研發(fā)方面已成功熔煉近300 爐,建立了超高純度高溫合金熔煉核心技術(shù)體系。鋼研高納[-0.68% 資金 研報](300034,股吧)主要從事航空航天材料中高溫合金材料的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售,具有國內(nèi)幾乎所有牌號高溫合金生產(chǎn)的技術(shù)和能力。

 

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2019-08-10鎳鉻與鐵、鋁、硅、碳、硫等元素可以制成合金鎳鉻絲具有較高的電阻率和耐熱性。是電爐、電烙鐵、電熨斗等的電熱元件鎳鉻絲合金通常用于滑動變阻器的線圈起到保護(hù)電路和通過改變接入電路部分的電阻來改變電路中的電流,從而改變與之串聯(lián)的導(dǎo)體(用電器)兩端的電壓的作用。

鎳鉻絲網(wǎng)又名鎳鉻合金網(wǎng)、鎳鉻合金絲網(wǎng),鎳鉻合金網(wǎng),鎳鉻合金過濾網(wǎng)。具有優(yōu)越的延伸率、抗壓強(qiáng)度、表面光潔度、抗硫性、抗?jié)B透性等功能。反復(fù)彎曲次數(shù)多,電阻及溫度系數(shù)穩(wěn)定,允許表面負(fù)荷高,比重輕且價格經(jīng)濟(jì)合理。廣泛用于于航空航天船舶制造軍工化工機(jī)械電力海水淡化醫(yī)療器械等領(lǐng)域在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中有重要地位和作用。

2020-09-14在進(jìn)行金屬冶煉加工期間經(jīng)常需要在高溫環(huán)境下完成,如果材料無法抵抗高溫條件就容易出現(xiàn)質(zhì)量問題,所以現(xiàn)在很多加工場所中都會重視金屬材料的選用情況。在科技發(fā)展進(jìn)步的同時也開始產(chǎn)生出大量的合金材料,有的合金材料的廣泛應(yīng)用不僅有效提升了產(chǎn)品的品質(zhì),也為人們的生活和工作帶來了很多便利條件,目前合金材料的分類方式也比較多,鎳基合金就是其中的一種,那么這種金屬材料的實際應(yīng)用效果如何呢?使用鎳基合金可以彌補(bǔ)很多傳統(tǒng)金屬材料所不具備的應(yīng)用優(yōu)勢,這種合金材料對于高溫環(huán)境的耐受性很高,所以在高達(dá)一千度的溫度環(huán)境中材料也可以保持原有狀態(tài)不發(fā)生改變,這種材料的強(qiáng)度也很高,而且耐腐蝕性能突出,所以在進(jìn)行加工生產(chǎn)的過程中更加便捷,材料也可以使用更長時間。
現(xiàn)在鎳基合金的應(yīng)用范圍也開始不斷擴(kuò)展,很多行業(yè)領(lǐng)域中都會重視這種材料的應(yīng)用情況,例如在海洋加工領(lǐng)域中可以使用這種材料制作熱交換器等裝置,另外現(xiàn)在人們也非常重視環(huán)保工作的開展情況,在環(huán)保領(lǐng)域中使用這種合金材料可以制作廢水處理等設(shè)備,也可以用于脫硫裝置的制作中使用。
能源領(lǐng)域的發(fā)展其實也離不開鎳基合金的應(yīng)用,在進(jìn)行煤炭加工的過程中這種合金材料也發(fā)揮著重要作用,是工業(yè)加工場所中不可或缺的原料之一。

2021-01-27    鈦合金和鋁合金在正常加工條件下不具有超塑性。為了獲得鈦合金和鋁合金超塑性變形的晶粒組織,通常需要進(jìn)行特殊的熱處理。鋁合金材料,特別是因其超塑性而開發(fā)的。特種合金制造商分析鈦合金材料和鋁合金材料的性能
   鋁合金是一種中等強(qiáng)度合金,其力學(xué)性能與6061和2219相似,通常用于輕載和非結(jié)構(gòu)應(yīng)用。已經(jīng)為80多架不同的飛機(jī)生產(chǎn)了100多個部件,包括空客A340、Aerospatiale ATR和波音777,服務(wù)于世界許多。例如,波音777葉片前照燈盒就是通過SPF加工而成。在歐洲戰(zhàn)斗機(jī)項目中,正弦波波束、輔助動力單元(APU)剪力墻、坦克剪力墻、門、箱、防火墻、出口等SPF部件被廣泛考慮?;谶@些使用經(jīng)驗,SPF鋁組件應(yīng)更多地用于商用飛機(jī)。
   鈦合金材料的SPF和DB組合制造方法還沒有商業(yè)化的鋁合金材料方法。鋁合金材料中普遍存在的強(qiáng)氧化膜阻礙了DB的有效利用??朔@一問題的發(fā)展項目正在進(jìn)行中,但沒有取得成功。鈦合金材料的SPF和DB技術(shù)已基本成熟。這兩種機(jī)型目前都在F-15E飛機(jī)上使用,具有顯著的優(yōu)勢。SPF/DB的強(qiáng)度特性與鍛造合金相同。但是,連接的表面必須非常干凈。否則,強(qiáng)度會降低。

2016-08-104J36零件處理工藝該合金熱處理可分為:消除應(yīng)力退火、中間退火及穩(wěn)定化處理。(1)消除應(yīng)力退火為消除零件在機(jī)械加工后的殘存應(yīng)力,要進(jìn)行消除應(yīng)力退火:530~550℃,保溫1~2h,爐冷。(2)中間退火為消除合金在冷軋,冷拔、冷沖壓過程引起的加工硬化現(xiàn)象,以利于繼續(xù)加工。工件加熱到830~880℃,保溫30min,爐冷或空冷。(3)穩(wěn)定化處理為獲得具有較低的膨脹系數(shù)又能使其性能穩(wěn)定的處理。一般采用三段處理。a)均勻化:在加熱中,合金中的雜質(zhì)充分固溶和合金化元素趨于均勻。工件在保護(hù)氣氛中,加熱到830℃,保溫20min~1h,淬火。b)回火:在回火過程中能夠部分消除由淬火產(chǎn)生的應(yīng)力。工件加熱到315℃,保溫1~4h,爐冷。c)穩(wěn)定化時效:使合金的尺寸穩(wěn)定。工件加熱到95℃,保溫48h。對于冷加工或機(jī)械加工后的高精度零件,不宜采用高溫處理時,可采用下述消除應(yīng)力穩(wěn)定化處理:工件加熱到315~370℃,1~4h。該合金不能用熱處理硬化。4J36表面處理工藝:表面處理可采用噴砂、拋光或酸洗。合金可用25%鹽酸溶液在70℃下酸洗,清除氧化皮。在4000A/m下,剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br=0.6T,矯頑力Hc=48A/m[1,2]。金屬材料難題找深圳華鎳特種合金(4000 -888 -075)。

2016-08-15高溫合金冶煉 -高溫合金冶煉

通過高溫使組成高溫合金材料的原材料熔融成合金的方法,是高溫合金材料制備工藝之一。高溫合金材料主要應(yīng)用于航空和航天器的關(guān)鍵部件上,對材料要求較高。另外,高溫合金的組元多,含有大量易氧化元素,對雜質(zhì)元素和氣體含量要求非常嚴(yán)格。因此,在冶煉高溫合金時,必須選用精料,即原料中的硫、磷、鉛、錫、砷、銻、鉍和氣體含量要低,且無銹無油污;原料和輔料都要經(jīng)過烘烤,保證水分較低;還要選擇合適的冶煉工藝,以保證材料的質(zhì)量。

簡史20世紀(jì)30~40年代,高溫合金材料大多采用電弧爐或非真空感應(yīng)爐單煉、普通鑄錠工藝。這類冶煉工藝的優(yōu)點(diǎn)是爐熔批量大,設(shè)備費(fèi)用少,比較經(jīng)濟(jì),高堿性渣脫硫效果好,可以使用返回料等。但是大氣熔煉的主要缺點(diǎn)是:合金成分(特別是一些較活潑元素)由于燒損而不易控制;合金的氣體含量較高,脫氧產(chǎn)物大量殘留在鋼中,爐襯和盛鋼桶的耐火材料使合金受到污染;澆注過程中還發(fā)生二次氧化,在鋼中形成夾雜、氣泡等缺陷。因此,這類大氣單煉工藝僅在早期低牌號高溫合金(如中國牌號G112036、GH3030、GHll40、GH2132等)曾經(jīng)采用過。

20世紀(jì)50年代以來,由于航空噴氣發(fā)動機(jī)的發(fā)展,對材質(zhì)提出了較高的要求,廣泛地采用真空冶煉技術(shù)。真空感應(yīng)爐熔煉的主要特點(diǎn)是,冶煉在真空下進(jìn)行,能嚴(yán)格控制合金中的活潑元素(如鋁、鈦等)。真空冶煉創(chuàng)造了良好的去氣條件,合金中的氫、氧、氮和夾雜物的含量低,有害雜質(zhì)鉛、鉍、砷、銻等在真空中可以揮發(fā),使合金得到提純。GH4049、GHl51(中國)等合金就曾采用此工藝。真空感應(yīng)爐冶煉也有不足之處:冶煉時使用坩堝,因此耐火材料就成為污染合金的來源。采用普通注錠工藝,鋼錠的縮孔和疏松是不可避免的。鋼錠在凝固時結(jié)晶緩慢,造成鋼錠內(nèi)部結(jié)晶組織和成分不均,垂直鋼錠表面的結(jié)晶組織不利于熱加工。

60年代初,高溫合金材料生產(chǎn)中已大多采用二次重熔工藝。主要的二次重熔設(shè)備有電渣爐和真空白耗爐。

二次重熔工藝有電渣重熔和真空白耗重熔等。

(1)高溫合金電渣重熔。是將一次單煉澆注的電極利用電流通過渣層產(chǎn)生電阻熱進(jìn)行二次熔煉。由于金屬電極呈薄層形式熔化,金屬熔滴與熔渣接觸的比表面特別大,熔池的溫度高達(dá)1800℃以上,保證了金屬液與溶渣充分強(qiáng)烈作用,金屬材料被有效地精煉,氣體、雜質(zhì)和非金屬夾雜物被大量去除。由于結(jié)晶器水冷的作用,結(jié)晶速度快,減少了偏析。結(jié)晶過程中不斷有液態(tài)金屬補(bǔ)充,消除了鋼錠中心疏松和減小頭部的縮孔。適當(dāng)調(diào)整和控制冶煉工藝,能得到自下而上沿軸向的柱狀晶,可以改善鋼錠的熱加工性,這對于難變形的高溫合金尤為重要。

(2)高溫合金真空自耗重熔。是將一次單煉的電極作為負(fù)極置于真空系統(tǒng)中,水冷結(jié)晶器作為正極,通以低壓直流電,利用電弧放出的熱量使電極熔化,達(dá)到進(jìn)一步精煉的目的。在電極熔化的同時,金屬液在水冷結(jié)晶器內(nèi)結(jié)晶,成為重熔的鋼錠。重熔金屬的純度和鋼錠的結(jié)晶組織,基本上與電渣重熔工藝相同,但真空白耗重熔的去氣條件好一些,含鋁、鈦合金的成分均勻性容易保證。

根據(jù)工廠的設(shè)備條件和鋼種特點(diǎn),有各種不同的雙聯(lián)冶煉配合,形成不同的工藝路線。GH3039、GH3044、GH4033、GH2132和GH2135等合金,曾采用電弧爐加真空白耗爐雙聯(lián)工藝。GH2036、GH4033、GH2132和GHll40等合金,曾采用電弧爐加電渣爐雙聯(lián)工藝。GH2135、GH4049、GH4037和GH2130等合金,采用真空感應(yīng)爐加電渣爐雙聯(lián)工藝。GH4133、G11698、GH220和GH4169等合金,采用真空感應(yīng)爐加真空白耗爐雙聯(lián)工藝。有些高溫合金的技術(shù)條件中規(guī)定,在冶煉母合金和二次重熔兩個工序中,應(yīng)有一個工序采用真空冶煉,以達(dá)到降低氣體含量。

(3)其他。除上述冶煉工藝外,還有懸浮爐熔煉。真空下用感應(yīng)加熱,爐料與特制的水冷銅坩堝不接觸,懸浮著熔化和精煉。由于整個熔煉過程不接觸耐火材料,合金的純度特別高。TiAl等金屬間化合物中鋁、鈦元素十分活潑,容易與坩堝的耐火材料起反應(yīng),必須采用此工藝冶煉。此外,還有電子束爐熔煉、等離子爐熔煉等新工藝。利用高速電子或等離子轟擊母材產(chǎn)生熱量進(jìn)行重熔。此類熔煉工藝的真空度較高,又能較好地控制熔化和結(jié)晶過程,因此去除氣體、夾雜物及有害雜質(zhì)的效果比真空白耗重熔好。但是,設(shè)備和生產(chǎn)費(fèi)用較高,易揮發(fā)元素的控制等問題尚未完全解決,所以此類工藝在高溫合金中使用得還少。

2018-11-23高溫合金是在高溫嚴(yán)酷的機(jī)械應(yīng)力和氧化、腐蝕環(huán)境下應(yīng)用的一類合金。隨著科技事業(yè)的發(fā)展,高溫合金逐漸形成六個較為完整的部分。
一、變形高溫合金
變形高溫合金是指可以進(jìn)行熱、冷變形加工,工作溫度范圍-253~1320℃,具有良好的力學(xué)性能和綜合的強(qiáng)、韌性指標(biāo),具有較高的抗氧化、抗腐蝕性能的一類合金。按其熱處理工藝可分為固溶強(qiáng)化型合金和時效強(qiáng)化型合金。
1、固溶強(qiáng)化型合金
使用溫度范圍為900~1300℃,最高抗氧化溫度達(dá)1320℃。例如GH128合金,室溫拉伸強(qiáng)度為850MPa、屈服強(qiáng)度為350MPa;1000℃拉伸強(qiáng)度為140MPa、延伸率為85%,1000℃、30MPa應(yīng)力的持久壽命為200小時、延伸率40%。固溶合金一般用于制作航空、航天發(fā)動機(jī)燃燒室、機(jī)匣等部件。
2、時效強(qiáng)化型合金
使用溫度為-253~950℃,一般用于制作航空、航天發(fā)動機(jī)的渦輪盤與葉片等結(jié)構(gòu)件。制作渦輪盤的合金工作溫度為-253~700℃,要求具有良好的高低溫強(qiáng)度和抗疲勞性能。例如:GH4169合金,在650℃的最高屈服強(qiáng)度達(dá)1000MPa;制作葉片的合金溫度可達(dá)950℃,例如:GH220合金,950℃的拉伸強(qiáng)度為490MPa,940℃、200MPa的持久壽命大于40小時。
變形高溫合金主要為航天、航空、核能、石油民用工業(yè)提供結(jié)構(gòu)鍛件、餅材、環(huán)件、棒材、板材、管材、帶材和絲材。
二、鑄造高溫合金
鑄造高溫合金是指可以或只能用鑄造方法成型零件的一類高溫合金。其主要特點(diǎn)是:
1.具有更寬的成分范圍由于可不必兼顧其變形加工性能,合金的設(shè)計可以集中考慮優(yōu)化其使用性能。如對于鎳基高溫合金,可通過調(diào)整成分使γ’含量達(dá)60%或更高,從而在高達(dá)合金熔點(diǎn)85%的溫度下,合金仍能保持優(yōu)良性能。
2.具有更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域由于鑄造方法具有的特殊優(yōu)點(diǎn),可根據(jù)零件的使用需要,設(shè)計、制造出近終形或無余量的具有任意復(fù)雜結(jié)構(gòu)和形狀的高溫合金鑄件。
根據(jù)鑄造合金的使用溫度,可以分為以下三類:
第一類:在-253~650℃使用的等軸晶鑄造高溫合金這類合金在很大的范圍溫度內(nèi)具有良好的綜合性能,特別是在低溫下能保持強(qiáng)度和塑性均不下降。如在航空、航天發(fā)動機(jī)上用量較大的K4169合金,其650℃拉伸強(qiáng)度為1000MPa、屈服強(qiáng)度850MPa、拉伸塑性15%;650℃,620MPa應(yīng)力下的持久壽命為200小時。已用于制作航空發(fā)動機(jī)中的擴(kuò)壓器機(jī)匣及航天發(fā)動機(jī)中各種泵用復(fù)雜結(jié)構(gòu)件等。
第二類:在650~950℃使用的等軸晶鑄造高溫合金這類合金在高溫下有較高的力學(xué)性能及抗熱腐蝕性能。例如K419合金,950℃時,拉伸強(qiáng)度大于700MPa、拉伸塑性大于6%;950℃,200小時的持久強(qiáng)度極限大于230MPa。這類合金適于用做航空發(fā)動機(jī)渦輪葉片、導(dǎo)向葉片及整鑄渦輪。
第三類:在950~1100℃使用的定向凝固柱晶和單晶高溫合金這類合金在此溫度范圍內(nèi)具有優(yōu)良的綜合性能和抗氧化、抗熱腐蝕性能。例如DD402單晶合金,1100℃、130MPa的應(yīng)力下持久壽命大于100小時。這是國內(nèi)使用溫度最高的渦輪葉片材料,適用于制作新型高性能發(fā)動機(jī)的一級渦輪葉片。
隨著精密鑄造工藝技術(shù)的不斷提高,新的特殊工藝也不斷出現(xiàn)。細(xì)晶鑄造技術(shù)、定向凝固技術(shù)、復(fù)雜薄壁結(jié)構(gòu)件的CA技術(shù)等都使鑄造高溫合金水平大大提高,應(yīng)用范圍不斷提高。
三、粉末冶金高溫合金
采用霧化高溫合金粉末,經(jīng)熱等靜壓成型或熱等靜壓后再經(jīng)鍛造成型的生產(chǎn)工藝制造出高溫合金粉末的產(chǎn)品。采用粉末冶金工藝,由于粉末顆粒細(xì)小,冷卻速度快,從而成分均勻,無宏觀偏析,而且晶粒細(xì)小,熱加工性能好,金屬利用率高,成本低,尤其是合金的屈服強(qiáng)度和疲勞性能有較大的提高。
FGH95粉末冶金高溫合金,650℃拉伸強(qiáng)度1500MPa;1034MPa應(yīng)力下持久壽命大于50小時,是當(dāng)前在650℃工作條件下強(qiáng)度水平最高的一種盤件粉末冶金高溫合金。粉末冶金高溫合金可以滿足應(yīng)力水平較高的發(fā)動機(jī)的使用要求,是高推重比發(fā)動機(jī)渦輪盤、壓氣機(jī)盤和渦輪擋板等高溫部件的選擇材料。
四、氧化物彌散強(qiáng)化(ODS)合金
是采用獨(dú)特的機(jī)械合金化(MA)工藝,超細(xì)的(小于50nm)在高溫下具有超穩(wěn)定的氧化物彌散強(qiáng)化相均勻地分散于合金基體中,而形成的一種特殊的高溫合金。其合金強(qiáng)度在接近合金本身熔點(diǎn)的條件下仍可維持,具有優(yōu)良的高溫蠕變性能、優(yōu)越的高溫抗氧化性能、抗碳、硫腐蝕性能。
目前已實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)的主要有三種ODS合金:
MA956合金在氧化氣氛下使用溫度可達(dá)1350℃,居高溫合金抗氧化、抗碳、硫腐蝕之首位??捎糜诤娇瞻l(fā)動機(jī)燃燒室內(nèi)襯。
MA754合金在氧化氣氛下使用溫度可達(dá)1250℃并保持相當(dāng)高的高溫強(qiáng)度、耐中堿玻璃腐蝕?,F(xiàn)已用于制作航空發(fā)動機(jī)導(dǎo)向器蓖齒環(huán)和導(dǎo)向葉片。
MA6000合金在1100℃拉伸強(qiáng)度為222MPa、屈服強(qiáng)度為192MPa;1100℃,1000小時持久強(qiáng)度為127MPa,居高溫合金之首位,可用于航空發(fā)動機(jī)葉片。
五、金屬間化合物高溫材料
金屬間化合物高溫材料是近期研究開發(fā)的一類有重要應(yīng)用前景的、輕比重高溫材料。十幾年來,對金屬間化合物的基礎(chǔ)性研究、合金設(shè)計、工藝流程的開發(fā)以及應(yīng)用研究已經(jīng)成熟,尤其在Ti-Al、Ni-Al和Fe-Al系材料的制備加工技術(shù)、韌化和強(qiáng)化、力學(xué)性能以及應(yīng)用研究方面取得了令人矚目的成就。
Ti3Al基合金(TAC-1),TiAl基合金(TAC-2)以及Ti2AlNb基合金具有低密度(3.8~5.8g/cm3)、高溫高強(qiáng)度、高鋼度以及優(yōu)異的抗氧化、抗蠕變等優(yōu)點(diǎn),可以使結(jié)構(gòu)件減重35~50%。Ni3Al基合金,MX-246具有很好的耐腐蝕、耐磨損和耐氣蝕性能,展示出極好的應(yīng)用前景。Fe3Al基合金具有良好的抗氧化耐磨蝕性能,在中溫(小于600℃)有較高強(qiáng)度,成本低,是一種可以部分取代不銹鋼的新材料。
六、環(huán)境高溫合金
在民用工業(yè)的很多領(lǐng)域,服役的構(gòu)件材料都處于高溫的腐蝕環(huán)境中。為滿足市場需要,根據(jù)材料的使用環(huán)境,歸類出系列高溫合金。
1、高溫合金母合金系列
2、抗腐蝕高溫合金板、棒、絲、帶、管及鍛件
3、高強(qiáng)度、耐腐蝕高溫合金棒材、彈簧絲、焊絲、板、帶材、鍛件
4、耐玻璃腐蝕系列產(chǎn)品
5、環(huán)境耐蝕、硬表面耐磨高溫合金系列
6、特種精密鑄造零件(葉片、增壓渦輪、渦輪轉(zhuǎn)子、導(dǎo)向器、儀表接頭)
7、玻棉生產(chǎn)用離心器、高溫軸及輔件8、鋼坯加熱爐用鈷基合金耐熱墊塊和滑軌
9、閥門座圈
10、鑄造“U”形電阻帶
11、離心鑄管系列
12、納米材料系列產(chǎn)品
13、輕比重高溫結(jié)構(gòu)材料
14、功能材料(膨脹合金、高溫高彈性合金、恒彈性合金系列)
15、生物醫(yī)學(xué)材料系列產(chǎn)品
16、電子工程用靶材系列產(chǎn)品
17、動力裝置噴嘴系列產(chǎn)品
18、司太立合金耐磨片
19、超高溫抗氧化腐蝕爐輥、輻射管。

2020-03-23耐高溫合金材料采用化學(xué)法又稱孕育劑法、添加劑法等?;瘜W(xué)法晶粒細(xì)化的原理是向液態(tài)高溫合金中加入大量的形核能力很強(qiáng)的異質(zhì)晶核,增加結(jié)晶的形核率,達(dá)到細(xì)化高溫合金鑄造晶粒的目的。加入的晶粒細(xì)化劑應(yīng)具有如下主要特點(diǎn),即穩(wěn)定性非常好,熔點(diǎn)高,不溶解進(jìn)入高溫合金溶體,或者添加劑加入液態(tài)高溫合金中,其中某元素與鋼液反應(yīng)形成穩(wěn)定的異質(zhì)核心;其次異質(zhì)形核劑顆粒與固相之間存在良好的晶格匹配關(guān)系,從而使固相顆粒與將要凝固的固相間的潤濕角很小。

為了提高耐高溫合金材料抗熱腐蝕鑄造高溫合金疲勞性能和抗裂紋擴(kuò)展能力,采用添加劑法細(xì)化晶粒組織。在真空爐內(nèi)熔化耐高溫合金材料合金后,分別加入Ni3Al、Ni2Al3、ZrC、NbC和B等五種孕育劑,并澆注成38mm圓柱,結(jié)果表明對耐高溫合金材料晶粒細(xì)化效果由好到差的順序是Ni2Al3、B、NbC、ZrC和Ni3Al。采用高的澆注溫度和低的模溫,添加Ni2Al3************,晶粒度平均達(dá)ASTM 11~12級。晶粒細(xì)化后的疲勞性能明顯提高,例如700℃,450MPa的低周疲勞斷裂循環(huán)周次由粗晶粒的3494~6531次提高到細(xì)晶的9782~12749次,提高2~3倍。

耐高溫合金材料采用孕育劑法細(xì)化鑄件表層晶粒收到了良好效果。用高溫合金生產(chǎn)渦輪空心葉片時,將CoO粉涂在模殼內(nèi)表面,當(dāng)澆注葉片時,葉片表面由于存在大量異質(zhì)晶核,而使表層晶粒細(xì)化,細(xì)化層約2mm。氧化鈷在鑄造過程中被合金中活潑元素如Al、Ti等還原,在耐高溫合金材料的表面上生成金屬鈷。鈷不但與鑄件基體相晶型相同,而且晶格常數(shù)相近,因而潤濕角最小,所以細(xì)化效果良好,疲勞強(qiáng)度明顯改善,700℃,107周高周疲勞強(qiáng)度由280MPa提高到300MPa。

耐高溫合金材料采用Co2O3+Al2O3粉,經(jīng)1300℃焙燒后,變?yōu)樘m色粉末,球磨過篩(+80,-120目)后,以1︰3.5的硅熔膠或硅酸乙脂和焙燒粉制成涂料,涂在臘型上,然后制成模殼,燒注K444合金試樣,經(jīng)低倍腐蝕,發(fā)現(xiàn)細(xì)化效果良好,平均晶粒尺寸2~3mm。其機(jī)理為Co2O3與Al2O3在高溫下發(fā)生化學(xué)反應(yīng),在模殼內(nèi)表面形成穩(wěn)定的CoAl2O4,起異質(zhì)結(jié)晶核心作用,增加形核率,從而獲得細(xì)小等軸晶,這種方法在國內(nèi)正廣泛應(yīng)用。

2018-11-26GH3044是固溶強(qiáng)化鎳基抗氧化合金,在900℃以下具有高的塑性和中等的熱強(qiáng)性,并具有優(yōu)良的抗氧化性和良好的沖壓、焊接工藝性能,適宜制造在900℃以下長期工作的航空發(fā)動機(jī)主燃燒室和加力燃燒室零部件及隔熱屏、導(dǎo)向葉片,供應(yīng)的品種有板、帶、絲、管、棒材和環(huán)形件等。

2018-05-05?高溫合金加入與基體金屬原子尺寸不同的元素(鉻、鎢、鉬等)引起基體金屬點(diǎn)陣的畸變,加入能降低合金基體堆垛層錯能的元素(如鈷)和加入能減緩基體元素擴(kuò)散速率的元素(鎢、鉬等),以強(qiáng)化基體。
??在高溫下,合金的晶界是薄弱環(huán)節(jié),加入微量的硼、鋯和稀土元素可改善晶界強(qiáng)度。這是因為稀土元素能凈化晶界,硼、鋯原子能填充晶界空位,降低蠕變過程中晶界擴(kuò)散速率,抑制晶界碳化物的集聚和促進(jìn)晶界第二相球化。
??另外,鑄造合金中加適量的鉿,也能改善晶界的強(qiáng)度和塑性。還可通過熱處理在晶界形成鏈狀分布的碳化物或造成彎曲晶界,提高塑性和強(qiáng)度。通過粉末冶金方法,在合金中加入高溫下仍保持穩(wěn)定的細(xì)小氧化物,呈彌散分布狀態(tài),從而獲得顯著的強(qiáng)化效應(yīng)。通常加入的氧化物有ThO2和Y2O3等。這些氧化物是通過阻礙位錯運(yùn)動和穩(wěn)定位錯亞結(jié)構(gòu)等因素而使合金得到強(qiáng)化的。

2018-11-19     人們現(xiàn)在關(guān)心的是,高溫合金中的“大哥大”鎳基合金在經(jīng)歷了40多年的不斷進(jìn)步之后,是否已經(jīng)接近其使用極限?畢競,基體鎳的熔點(diǎn)也只有l(wèi)453℃。

高溫合金材料在化工、發(fā)電、航空及航天、原子反應(yīng)堆等許多領(lǐng)域都得到日益廣泛的應(yīng)用,其使用溫度也在逐年提高。然而,社會的進(jìn)步為高溫合金提出更高的永無止境的要求。


我們是繼續(xù)挖掘其潛力,還是尋求別的材料來代替它?目前還難以圓滿地回答這些疑問。
雖然鈮基、鋁基、鎢基等高溫合金的耐熱溫度高于鎳基高溫合金,但由于資源貯量及制造工藝等方面存在的問題使它們難以全面替代鎳基合金。
高溫陶瓷材料的耐熱溫度高于鎳基合金幾百度,用它們制作陶瓷發(fā)動機(jī)已有成功運(yùn)行的報道,但目前價格上的巨大差異也使陶瓷發(fā)動機(jī)至少在近期難以取代高溫合金。
因此,近期內(nèi)鎳基高溫合金作為發(fā)動機(jī)心臟的地位是不會動搖的。隨著表面處理技術(shù)及冷卻技術(shù)的采用和完善,高溫合金的使用溫度有望進(jìn)一步提高,使之伴隨著航空及航天飛機(jī)向更高、更遠(yuǎn)的目標(biāo)前進(jìn)。
形狀記憶合金是一種具有特殊記憶功能的金屬材料,這類材料在經(jīng)歷一定塑性變形后,能在一定條件下自動恢復(fù)其原來形狀,具有這樣性質(zhì)的金屬材料統(tǒng)稱為形狀記憶合金。
這類金屬材料己在太空天線、管道接頭、醫(yī)學(xué)等方面獲得了應(yīng)用,并且發(fā)展的勢頭也十分喜人。

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