Forskningsframsteg av nickelbaserade superlegeringsmaterial
Under det senaste halvseklet har Kina utvecklat och format många nickelbaserade superlegeringssystem för att möta de växande behoven inom kraft-, transport-, flyg-, flyg- och andra industrier. I synnerhet har utvecklingen av nickelbaserade superlegeringar avsevärt förbättrat prestandan hos Kinas flygmotorer. gjort ett betydande bidrag till förbättring. Detta dokument presenterar kort utvecklingshistorien för nickelbaserade superlegeringar, granskar forskningsframstegen för nickelbaserade superlegeringar under de senaste åren och diskuterar tillämpningen och utvecklingstrenderna för nickelbaserade superlegeringar.
introduktion
Mer än 50 % av materialen i moderna gasturbinmotorer använder högtemperaturlegeringar, varav mängden nickelbaserade högtemperaturlegeringar står för cirka 40 % av motormaterialen. Nickelbaserade legeringar har utmärkta omfattande egenskaper vid medelhöga och höga temperaturer. De är lämpliga för att arbeta vid höga temperaturer under lång tid och kan motstå korrosion och nötning. De är de mest komplexa och används ofta i högtemperaturdelar och har många metallurgiska egenskaper bland alla superlegeringar. Legeringar av största intresse för arbetare. Nickelbaserade högtemperaturlegeringar används huvudsakligen i strukturella komponenter som arbetar vid 950~1050 grader inom flyg- och rymdområdet, såsom arbetsblad för flygmotorer, turbinskivor, förbränningskammare, etc. Därför är studiet av nickelbaserade superlegeringar av stor betydelse. betydelse för utvecklingen av mitt lands flygindustri.
1 Översikt
Nickelbaserade högtemperaturlegeringar är högtemperaturlegeringar som använder nickel som matris (vanligtvis mer än 50% innehåll) och har hög hållfasthet och god beständighet mot oxidation och gaskorrosion i intervallet 650 till 1000 grader. Den är utvecklad på basis av Cr20Ni80-legering. För att möta kraven på högtemperaturvärmehållfasthet (högtemperaturhållfasthet, kryphållfasthet, högtemperaturutmattningshållfasthet) runt 1000 grader och antioxidation och korrosionsskydd i gasmedia har ett stort antal förstärkningar lagts till . Element, såsom W, Mo, Ti, Al, Nb, Co, etc., för att säkerställa dess överlägsna prestanda vid hög temperatur. Förutom förstärkning av fast lösning, är superlegeringar också beroende av utfällningsförstärkningen av den intermetalliska föreningens ′-fas (Ni3Al eller Ni3Ti, etc.) som bildas av Al, Ti, etc. och Ni, den intragranulära dispersionsförstärkningen av någon fin stabil MC, M23C6 karbider, och B, Zr, Re, etc. spelar en roll för att rena och stärka korngränserna. Syftet med att tillsätta Cr är att ytterligare förbättra antioxidations- och högtemperaturkorrosionsbeständigheten hos högtemperaturlegeringar. Nickelbaserade superlegeringar har goda heltäckande egenskaper och har använts i stor utsträckning inom flyg-, bil-, kommunikations- och elektronikindustrin. Med utforskningen av de potentiella egenskaperna hos nickelbaserade legeringar har forskare ställt högre krav på deras prestanda. Inhemska och utländska forskare har utvecklat nya bearbetningstekniker för nickelbaserade legeringar, såsom isotermisk smide, extruderingsdeformation, beklädnadsdeformation, etc.
2. Utvecklingshistorik för nickelbaserade superlegeringar
Nickelbaserade superlegeringar intar en särskilt viktig position inom hela området för superlegeringar. Dess utveckling och användning började i slutet av 1930-talet och utvecklades mot bakgrund av att framväxten av jetflygplan ställde högre krav på prestanda hos superlegeringar. . Storbritannien producerade först den nickelbaserade legeringen Nimonic75 (Ni-20Cr-0.4Ti) 1941. För att förbättra kryphållfastheten tillsattes aluminium för att utveckla Nimonic80 (Ni{{9} }Cr-2.5Ti-1.3Al). USA i mitten-1940, Sovjetunionen i slutet av 1940-talet och Kina i mitten av-1950talet utvecklade också nickelbaserade superlegeringar.
Utvecklingen av nickelbaserade högtemperaturlegeringar innefattar två aspekter: förbättring av legeringssammansättningen och innovation av produktionsprocesser. I början av 1950-talet skapade utvecklingen av vakuumsmältningstekniken förutsättningar för raffinering av nickelbaserade legeringar innehållande hög aluminium och titan; i slutet av 1950-talet användes investeringsprecisionsgjutteknik för att utveckla en serie gjutlegeringar med god hållfasthet vid hög temperatur; på 1960-talet På medellång sikt utvecklades riktad kristallisation och enkristall-superlegeringar och pulvermetallurgiska superlegeringar med bättre prestanda; För att möta behoven hos fartyg och industriella gasturbiner utvecklades sedan 1960-talet ett antal nickelbaserade högkromhaltiga nickellegeringar med bättre korrosionsbeständighet och stabil struktur. legering. På cirka 40 år från början av 1940-talet till slutet av 1970-talet ökade driftstemperaturen för nickelbaserade legeringar från 700 grader till 1100 grader, med en genomsnittlig ökning på cirka 10 grader per år.
