Progresul cercetării materialelor superaliaje pe bază de nichel
În ultima jumătate de secol, China a dezvoltat și format multe sisteme de superaliaje pe bază de nichel pentru a răspunde nevoilor tot mai mari ale industriilor de energie, transport, aviație, aerospațială și alte industrii. În special, dezvoltarea superaliajelor pe bază de nichel a îmbunătățit considerabil performanța motoarelor aerospațiale din China. a avut o contribuție semnificativă la îmbunătățire. Această lucrare prezintă pe scurt istoria dezvoltării superaliajelor pe bază de nichel, trece în revistă progresul cercetării superaliajelor pe bază de nichel în ultimii ani și discută despre aplicarea și tendințele de dezvoltare ale superaliajelor pe bază de nichel.
introducere
Peste 50% din materialele din motoarele moderne cu turbină cu gaz utilizează aliaje la temperatură înaltă, dintre care cantitatea de aliaje la temperatură înaltă pe bază de nichel reprezintă aproximativ 40% din materialele motorului. Aliajele pe bază de nichel au proprietăți complete excelente la temperaturi medii și ridicate. Sunt potrivite pentru lucru la temperaturi ridicate pentru o perioadă lungă de timp și pot rezista la coroziune și abraziune. Sunt cele mai complexe și utilizate pe scară largă în piesele la temperaturi ridicate și au multe proprietăți metalurgice dintre toate superaliajele. Aliaje de cel mai mare interes pentru muncitori. Aliajele la temperatură înaltă pe bază de nichel sunt utilizate în principal în componentele structurale care lucrează la 950~1050 de grade în domeniul aerospațial, cum ar fi paletele de lucru ale motoarelor aeriene, discurile de turbină, camerele de ardere etc. Prin urmare, studiul superaliajelor pe bază de nichel este foarte important. importanță pentru dezvoltarea industriei aerospațiale a țării mele.
1. Prezentare generală
Aliajele la temperatură înaltă pe bază de nichel sunt aliaje la temperatură înaltă care utilizează nichel ca matrice (în general un conținut de peste 50%) și au o rezistență ridicată și o rezistență bună la oxidare și coroziune gazoasă în intervalul de la 650 la 1000 de grade. Este dezvoltat pe baza de aliaj Cr20Ni80. Pentru a îndeplini cerințele de rezistență termică la temperatură înaltă (rezistență la temperatură înaltă, rezistență la fluaj, rezistență la oboseală la temperatură înaltă) în jur de 1000 de grade și antioxidare și anticoroziune în mediile gazoase, au fost adăugate un număr mare de armături . Elemente, cum ar fi W, Mo, Ti, Al, Nb, Co etc., pentru a asigura performanța superioară la temperatură ridicată. Pe lângă consolidarea soluției solide, superaliajele se bazează și pe întărirea prin precipitare a fazei compuse intermetalice ′ (Ni3Al sau Ni3Ti etc.) formată din Al, Ti etc. și Ni, consolidarea dispersiei intragranulare a unor MC fine stabile, M23C6 carburile, iar B, Zr, Re etc. joacă un rol în purificarea și întărirea granițelor de cereale. Scopul adăugării de Cr este de a îmbunătăți în continuare rezistența la antioxidare și la coroziune la temperatură înaltă a aliajelor la temperatură înaltă. Superaliajele pe bază de nichel au proprietăți cuprinzătoare bune și au fost utilizate pe scară largă în sectoarele industria aerospațială, auto, comunicații și electronică. Odată cu explorarea potențialelor proprietăți ale aliajelor pe bază de nichel, cercetătorii au propus cerințe mai mari pentru performanța acestora. Savanții autohtoni și străini au dezvoltat noi tehnici de prelucrare pentru aliajele pe bază de nichel, cum ar fi forjarea izotermă, deformarea prin extrudare, deformarea placajului etc.
2. Istoricul dezvoltării superaliajelor pe bază de nichel
Superaliajele pe bază de nichel ocupă o poziție deosebit de importantă în întregul domeniu al superaliajelor. Dezvoltarea și utilizarea sa a început la sfârșitul anilor 1930 și au fost dezvoltate pe fundalul că apariția avioanelor cu reacție a impus cerințe mai mari asupra performanței superaliajelor. . Regatul Unit a produs pentru prima dată aliajul pe bază de nichel Nimonic75 (Ni-20Cr{-0.4Ti) în 1941. Pentru a îmbunătăți rezistența la fluaj, a fost adăugat aluminiu pentru a dezvolta Nimonic80 (Ni{{9} }Cr-2.5Ti-1.3Al). Statele Unite la mijlocul-1940secului, Uniunea Sovietică la sfârșitul anilor 1940 și China la mijloc-1950s-au dezvoltat, de asemenea, superaliaje pe bază de nichel.
Dezvoltarea aliajelor la temperatură înaltă pe bază de nichel include două aspecte: îmbunătățirea compoziției aliajului și inovarea proceselor de producție. La începutul anilor 1950, dezvoltarea tehnologiei de topire în vid a creat condiții pentru rafinarea aliajelor pe bază de nichel cu conținut ridicat de aluminiu și titan; la sfârșitul anilor 1950, tehnologia de turnare de precizie a investițiilor a fost utilizată pentru a dezvolta o serie de aliaje de turnare cu rezistență bună la temperatură ridicată; în anii 1960 Pe termen mediu, s-au dezvoltat superaliaje de cristalizare direcțională și monocristal și superaliaje din metalurgia pulberilor cu performanțe mai bune; pentru a satisface nevoile navelor și turbinelor cu gaz industriale, încă din anii 1960 au fost dezvoltate o serie de aliaje pe bază de nichel cu un conținut ridicat de crom, cu o rezistență mai bună la coroziune la cald și o structură stabilă. aliaj. În aproximativ 40 de ani, de la începutul anilor 1940 până la sfârșitul anilor 1970, temperatura de funcționare a aliajelor pe bază de nichel a crescut de la 700 de grade la 1100 de grade, cu o creștere medie de aproximativ 10 grade pe an.
