高溫合金
固溶強(qiáng)化型合金和含鋁、鈦低(鋁和鈦的總量約小于4.5%)的合金錠可采用鍛造開(kāi)坯;含鋁、鈦高的合金一般要采用擠壓或軋制開(kāi)坯,然后熱軋成材,有些產(chǎn)品需進(jìn)一步冷軋或冷拔。直徑較大的合金錠或餅材需用水壓機(jī)或快鍛液壓機(jī)鍛造。 合金化程度較高、不易變形的合金,目前廣泛采用精密鑄造成型,例如鑄造渦輪葉片和導(dǎo)向葉片。為了減少或消除鑄造合金中垂直于應(yīng)力軸的晶界和減少或消除疏松,近年來(lái)又發(fā)展出定向結(jié)晶工藝。這種工藝是在合金凝固過(guò)程中使晶粒沿一個(gè)結(jié)晶方向生長(zhǎng),以得到無(wú)橫向晶界的平行柱狀晶。實(shí)現(xiàn)定向結(jié)晶的首要工藝條件是在液相線(xiàn)和固相線(xiàn)之間建立并保持足夠大的軸向溫度梯度和良好的軸向散熱條件。此外,為了消除全部晶界,還需研究單晶葉片的制造工藝。 粉末冶金工藝,主要用以生產(chǎn)沉淀強(qiáng)化型和氧化物彌散強(qiáng)化型高溫合金。這種工藝可使一般不能變形的鑄造高溫合金獲得可塑性甚至超塑性。 綜合處理高溫合金的性能同合金的組織有密切關(guān)系,而組織是受金屬熱處理控制的。高溫合金一般需經(jīng)過(guò)熱處理。沉淀強(qiáng)化型合金通常經(jīng)過(guò)固溶處理和時(shí)效處理。固溶強(qiáng)化型合金只經(jīng)過(guò)固溶處理。有些合金在時(shí)效處理前還要經(jīng)過(guò)一兩次中間處理。固溶處理首先是為了使第二相溶入合金基體,以 高溫合金
便在時(shí)效處理時(shí)使γ、碳化物(鈷基合金)等強(qiáng)化相均勻析出,其次是為了獲得適宜的晶粒度以高溫蠕變和持久性能。 固溶處理溫度一般為1040~1220℃。目前廣泛應(yīng)用的合金,在時(shí)效處理前多經(jīng)過(guò)1050~1100℃中間處理。中間處理的主要作用是在晶界析出碳化物和γ膜以改善晶界狀態(tài),與此同時(shí)有的合金還析出一些顆粒較大的γ相與時(shí)效處理時(shí)析出的細(xì)小γ相形成合理搭配。時(shí)效處理的目的是使過(guò)飽和固溶體均勻析出γ相或碳化物(鈷基合金)以提高高溫強(qiáng)度,時(shí)效處理溫度一般為700~1000℃。
編輯本段發(fā)展趨勢(shì)
高溫合金發(fā)展的趨勢(shì)是進(jìn)一步提高合金的工作溫度和改善中溫或高溫下承受各種載荷的能力,延長(zhǎng)合金壽命。就渦輪葉片材料而言,單晶葉片將進(jìn)入實(shí)用階段,定向結(jié)晶葉片的綜合性能將得到改進(jìn)。 此外,有可能采用激冷態(tài)合金粉末制造多層擴(kuò)散連接的空心葉片,從而適應(yīng)提高燃?xì)鉁囟鹊男枰?。就?dǎo)向葉片和燃燒室材料而言,有可能使用氧化物彌散強(qiáng)化的合金,以大幅度提高使用溫度。為了提高抗腐蝕和耐磨蝕性能,合金的防護(hù)涂層材料和工藝也將獲得進(jìn)一步發(fā)展。
編輯本段技術(shù)開(kāi)發(fā)
高梯度定向凝固共晶高溫合金的組織與性能 K4169高溫合金組織細(xì)化及性能優(yōu)化研究 高溫合金
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