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航空航天

更新时间:2019-09-27 点击数:51

航天航空历程:

回顾了低膨胀高温合金的发展历史."因瓦效应"和"时效硬化"现象的发展 奠定了低膨胀高温合金发展的基础.20世纪70年代航空航天事业的迅猛发展以及能源危机的爆发为低膨胀高温合金在航空航天业的实际应用提供了宝贵的契机, 最早的商用Fe-Ni-Co(IN9××)系列合金,经过用Nb、Ti强化,去Al,加Si等一系列成分上的变化,显著改善其应力加速晶界氧化脆性 (SAGBO性能),从此低膨胀高温合金在航空航天领域得到大量应用.为改善此类合金的抗氧化和降低裂纹扩展速率等性能,又进行了新合金系的研究,即以 Inconel 783合金为代表的Fe-Ni-Co-Al-Cr系合金和以Haynes 242合金为代表的Ni-Mo-Cr系合金的研究,这些合金在750℃仍能达到完全抗氧化,为新一代飞机发动机的发展提供了优质高温材料。
主要的高温航空材料有:GH2018、GH2036、GH2038A、GH2130、GH2132、GH2135、GH2136、GH2302、GH696、GH706、GH761、GH901、GH903、GH907 
固溶合金:
GH3030、GH3039、GH3044、GH3128、GH170、GH536、GH600、GH625、GH182、GH185、GH276、GH110

主要特点:

高温合金是指以铁、镍、钴为基,能在600℃以上的高温及一定应力作用下长期工作的一类金属材料;并具有较高的高温强度,良好的抗氧化和抗腐蚀性能,良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能。高温合金为单一奥氏体组织,在各种温度下具有良好的组织稳定性和使用可靠性,

高温合金产基于上述性能特点,且高温合金的合金化程度较高,又被称为“超合金”,是广泛应用于航空、航天、石油、化工、舰船的一种重要材料。按基体元素来分,高温合金又分为铁基、镍基、钴基等高温合金。铁基高温合金使用温度一般只能达到750~780℃,对于在更高温度下使用的耐热部件,则采用镍基和难熔金属为基的合金。镍基高温合金在整个高温合金领域占有特殊重要的地位,它广泛地用来制造航空喷气发动机、各种工业燃气轮机最热端部件。若以150MPA-100H持久强度为标准,而目前镍合金所能承受的最高温度〉1100℃,而镍合金约为950℃,铁基的合金〈850℃,即镍基合金相应地高出150℃至250℃左右。所以人们称镍合金为发动机的心脏。目前,在先进的发动机上,镍合金已占总重量的一半,不仅涡轮叶片及燃烧室,而且涡轮盘甚至后几级压气机叶片也开始使用镍合金。与铁合金相比,镍合金的优点是:工作温度较高,组织稳定、有害相少及抗氧化腐蚀能力大。与钴合金相比,镍合金能在较高温度与应力下工作,尤其是在动叶片场合。

镍合金具有上述优点与其本身的某些卓越性能有关。镍为面心立方体,组织非常

高温合金生产用关键设备 真空炉 稳定,从室温到高温不发生同素异型转变;这对选作基体材料十分重要。众所周知,奥氏体组织比铁素体组织具有一系列的优点。

镍具有高的化学稳定性,在500度以下几乎不发生氧化,室温下也不受温气、水及某些盐类水溶液的作用。镍在硫酸及盐酸中溶解很慢,而在硝酸中溶解很快。

镍具有很大的合金能力,甚至添加十余种合金元素也不出现有害相,这就为改善镍的各种性能提供潜在的可能性。


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