镍基高温合金.ppt

高温合金
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1 高温合金材料(superalloy material)
一般指在600℃以上承受一定应力条件下工作的合金材料。它不但有良好的高温抗氧化和抗腐蚀能力,而且有较高的高温强度、蠕变强度和持久性能以及良好的抗疲劳性能。它是现代航空发动机、航天器和火箭发动机以及舰艇和工业燃气轮机的关键热端部件材料(如涡轮叶片、导向器叶片、涡轮盘、燃烧室和机匣等),也是核反应堆、化工设备、煤转化技术等方面需要的重要高温结构材料。
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高温合金
汽车增压器喷嘴环叶片
燃气轮机涡轮零件
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2 分类
高温合金材料按制造工艺,可分为变形高温合金、铸造高温合金、粉末冶金高温合金和发散冷却高温合金。
按合金基体元素,可分为铁基、镍基和钴基高温合金,使用最广的是镍基高温合金,其高温持久强度最高,钴基高温合金次之,铁基高温合金最低。
按强化方式,可分为固溶强化高温合金、时效强化高温合金和氧化物弥散强化高温合金。
按主要用途又可分为板材合金、棒材合金和盘材合金。
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3 镍基变形高温合金 (wrought nickel - base superalloy )
以镍为主要基体成分的变形高温合金。镍基变形高温合金以汉语拼音字母“GH”加序号表示,如GH36、GH49、GH141等。它可采用常规的锻、轧和挤压等冷、热变形手段加工成材。
按强化方式可分为固溶强化镍基变形高温合金,弱时效强化镍基变形高温合金和强时效强化镍基变形高温合金3类。
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用途:镍基变形高温合金广泛地用来制造航空喷气发动机、各种工业燃气轮机的热端部件,如工作叶片,导向叶片、涡轮盘和燃烧室等。
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高温合金(GH132、GH145、GH169)
GH3039等高温合金系列
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合金元素的作用:
铬在镍基变形高温合金中的主要作用:增加抗氧化及耐蚀能力。
20世纪40~50年代发展的镍基变形高温合金中铬含量高达18%~20%,在60年代,为了提高高温强度,将铬含量降低到8%~12%。过度降铬有损抗氧化、耐蚀能力。
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固溶强化镍基变形高温合金中加入较多的钨、钼、钴等元素。
弱时效强化镍基变形高温合金可添加一定量的铝、钛、铌等时效强化元素。
强时效强化镍基变形高温合金中则可以加入多量的铝、钛、铌元素,%。也加入硼、铈、镁等晶界强化元素。
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组织特点:
主要的强化相是γ´(Ni3Al)相,含量达20%~55%左右。
另一类强化相是γ″(Ni3Nb)相,在700℃以下对强度的贡献远大于γ´相,特别显著地提高屈服强度,是涡轮盘材料中有名的强化相。
加工方法: 变形高温合金塑性较低,变形抗力大,特别是含γ´相很高的强时效强化镍基变形高温合金,使用普通的热加工手段变形有一定困难,往往需采取一些特殊的加工工艺,如钢锭直接轧制、钢锭包套直接轧制和包套镦饼等新工艺。也采用加镁微合金化和弯曲晶界热处理工艺来提高塑性。
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