Pokrok vo výskume superzliatinových materiálov na báze niklu
Za posledné polstoročie Čína vyvinula a vytvorila mnoho superzliatinových systémov na báze niklu, aby uspokojila rastúce potreby energetiky, dopravy, letectva, kozmonautiky a iných priemyselných odvetví. Najmä vývoj superzliatin na báze niklu výrazne zlepšil výkon čínskych leteckých motorov. výrazne prispeli k zlepšeniu. Tento článok stručne predstavuje históriu vývoja superzliatin na báze niklu, skúma pokrok vo výskume superzliatin na báze niklu v posledných rokoch a diskutuje o trendoch aplikácie a vývoja superzliatin na báze niklu.
úvod
Viac ako 50 % materiálov moderných motorov s plynovou turbínou používa vysokoteplotné zliatiny, z ktorých množstvo vysokoteplotných zliatin na báze niklu tvorí asi 40 % materiálov motora. Zliatiny na báze niklu majú vynikajúce komplexné vlastnosti pri stredných a vysokých teplotách. Sú vhodné na dlhodobú prácu pri vysokých teplotách a odolávajú korózii a oderu. Sú najkomplexnejšie a najrozšírenejšie vo vysokoteplotných dieloch a majú mnoho metalurgických vlastností spomedzi všetkých superzliatin. Zliatiny, o ktoré majú pracovníci najväčší záujem. Vysokoteplotné zliatiny na báze niklu sa používajú hlavne v konštrukčných komponentoch pracujúcich pri 950 ~ 1050 stupňoch v oblasti letectva a kozmonautiky, ako sú pracovné lopatky leteckých motorov, turbínové disky, spaľovacie komory atď. Preto je štúdium superzliatin na báze niklu veľmi význam pre rozvoj leteckého priemyslu mojej krajiny.
1 Prehľad
Vysokoteplotné zliatiny na báze niklu sú vysokoteplotné zliatiny, ktoré používajú nikel ako matricu (vo všeobecnosti viac ako 50% obsah) a majú vysokú pevnosť a dobrú odolnosť voči oxidácii a plynovej korózii v rozsahu 650 až 1000 stupňov. Je vyvinutý na báze zliatiny Cr20Ni80. Aby boli splnené požiadavky na tepelnú pevnosť pri vysokých teplotách (pevnosť pri vysokých teplotách, odolnosť proti tečeniu, pevnosť pri vysokej teplote) okolo 1000 stupňov a antioxidačné a antikorózne v plynných médiách, bolo pridané veľké množstvo výstuh . Prvky, ako je W, Mo, Ti, Al, Nb, Co, atď., aby sa zabezpečila jeho vynikajúca výkonnosť pri vysokých teplotách. Okrem spevnenia v tuhom roztoku sa superzliatiny spoliehajú aj na precipitačné spevnenie fázy intermetalickej zlúčeniny ′ (Ni3Al alebo Ni3Ti, atď.) tvorenej Al, Ti, atď. a Ni, intragranulárne disperzné spevnenie niektorých jemných stabilných MC, M23C6 karbidy a B, Zr, Re atď. hrajú úlohu pri čistení a posilňovaní hraníc zŕn. Účelom pridania Cr je ďalej zlepšiť antioxidačnú a vysokoteplotnú koróznu odolnosť vysokoteplotných zliatin. Superzliatiny na báze niklu majú dobré komplexné vlastnosti a sú široko používané v leteckom, automobilovom, komunikačnom a elektronickom priemysle. Pri skúmaní potenciálnych vlastností zliatin na báze niklu výskumníci predložili vyššie požiadavky na ich výkon. Domáci a zahraniční vedci vyvinuli nové techniky spracovania zliatin na báze niklu, ako je izotermické kovanie, extrúzna deformácia, deformácia plášťa atď.
2. História vývoja superzliatin na báze niklu
Mimoriadne dôležité postavenie v celej oblasti superzliatin zaujímajú superzliatiny na báze niklu. Jeho vývoj a používanie sa začalo koncom tridsiatych rokov 20. storočia a boli vyvinuté na pozadí toho, že vznik prúdových lietadiel kládol vyššie požiadavky na výkon superzliatin. . Spojené kráľovstvo prvýkrát vyrobilo zliatinu na báze niklu Nimonic75 (Ni-20Cr-0.4Ti) v roku 1941. Na zlepšenie pevnosti pri tečení bol pri vývoji Nimonic80 (Ni{{9}) pridaný hliník }Cr-2.5Ti-1.3Al). Spojené štáty v polovici{14}}, Sovietsky zväz koncom 40. rokov a Čína v polovici{16} rokov tiež vyvinuli superzliatiny na báze niklu.
Vývoj vysokoteplotných zliatin na báze niklu zahŕňa dva aspekty: zlepšenie zloženia zliatiny a inováciu výrobných procesov. Začiatkom 50. rokov 20. storočia vývoj technológie vákuového tavenia vytvoril podmienky na rafináciu zliatin na báze niklu s vysokým obsahom hliníka a titánu; koncom 50-tych rokov 20. storočia sa na vývoj série odlievacích zliatin s dobrou pevnosťou pri vysokých teplotách použila technológia presného odlievania; v 60. rokoch 20. storočia V strednodobom horizonte bola vyvinutá smerová kryštalizácia a monokryštálové superzliatiny a superzliatiny práškovej metalurgie s lepšími vlastnosťami; s cieľom uspokojiť potreby lodí a priemyselných plynových turbín sa od 60. rokov vyvinulo množstvo zliatin na báze niklu s vysokým obsahom chrómu s lepšou odolnosťou voči korózii za tepla a stabilnou štruktúrou. zliatina. Za približne 40 rokov od začiatku 40. do konca 70. rokov 20. storočia vzrástla prevádzková teplota zliatin na báze niklu zo 700 stupňov na 1 100 stupňov, s priemerným nárastom o 10 stupňov za rok.
