鎳基高溫合金材料的研究進展摘要 半個世紀以來，我國發展和形成了許多鎳基高溫合金體系，以滿足日益增長的動力、運輸、航空以及航天等工業的需要，特別是鎳基高溫合金的發展為我國航空發動機性能的大幅度提高做出了重大貢獻。簡單介紹了鎳基高溫合金的發展歷程，綜述了近年來鎳基高溫合金的研究進展，并探討了鎳基高溫合金的應用和發展趨勢。引言現代燃氣渦輪發動機有50%以上質量的材料采用高溫合金，其中鎳基高溫合金的用量在發動機材料中約占40%。鎳基合金在中、高溫度下具有優異綜合性能，適合長時間在高溫下工作，能夠抗腐蝕和磨蝕，是最復雜的、在高溫零部件中應用最廣泛的、在所有超合金中許多冶金工作者最感興趣的合金。鎳基高溫合金主要用于航空航天領域950~1050℃下工作的結構部件，如航空發動機的工作葉片、渦輪盤、燃燒室等。因此，研究鎳基高溫合金對于我國航天航空事業的發展具有重要意義。1 概述鎳基高溫合金是以鎳為基體(含量一般大于50%)、在650~1000℃范圍內具有較高的強度和良好的抗氧化、抗燃氣腐蝕能力的高溫合金。它是在Cr20Ni80合金基礎上發展起來的，為了滿足1000℃左右高溫熱強性(高溫強度、蠕變抗力、高溫疲勞強度)和氣體介質中的抗氧化、抗腐蝕的要求，加入了大量的強化元素，如W、Mo、Ti、Al、Nb、Co等，以保證其優越的高溫性能。除具有固溶強化作用，高溫合金更依靠Al、Ti等與Ni形成金屬間化合...
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2017
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在高溫合金鑄件生產中，由于高溫合金成分中活性元素較多，對雜質要求嚴格，因此高溫合金鑄件比其他金屬鑄件更容易產生各種冶金缺陷，常見的缺陷有疏松(顯微疏松)、縮松、夾渣、氧化夾雜、化學粘砂、氧化物斑疤、氣孔、熱裂等。通常，產生這些缺陷的原因也不單是熔鑄工藝問題，有時還有熔模精密鑄造工藝、合金熱處理工藝等問題，因此必須具體分析，以便采取相應的合理措施加以解決。 生產高溫合金鑄件時，常見的缺陷及其原因分析與防止方法可參見如下：疏松〔顯微疏松)A原因分析：1.合金液含氣量大，凝固時析出氣體.妨礙補縮2.鑄件冷卻過慢，枝晶祖大，妨礙補縮3.鑄件冷卻過快，來不及補縮B防止辦法：1.加強脫氣和除氣，爐子真空度要足2.嚴格控制澆注溫度3.適當提高殼型溫度縮 松A原因分析：1.合金本身結晶溫度范圍較寬.傾向于糊狀凝固方式2.澆注系統和鑄件結構不利于定向凝固3.澆注溫度不當4.殼型材料導熱性差，鑄件冷卻緩慢B防止辦法：1.適當調整合金成分，縮小結晶溫度范圍2.改善鑄件結構和澆注系統以利定向凝固3.嚴格控制澆注溫度4.改善澆注方法，提高鑄件冷卻速度夾 渣A原因分析：1.造渣不良，除渣不干凈2.爐料太臟3.爐子真空度低B防止辦法：1.鑄錠表面要清理干凈，最好“扒皮”后使用2.采用陶瓷過濾器擋渣氧化夾渣A原因分析：1.爐料不于凈，熔煉澆注操作不當，金屬液氧化物多...
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以車床加工內球面φ19.15+0.0130mm為實例，詳細分析了圓弧成形車刀刀尖安裝位置及刀尖圓弧半徑精度對球面加工精度的影響。借助幾何分析、理論計算及試車驗證得出結論：刀尖必須車出位于XZ平面內的精密圓弧，該圓弧與車床主軸回轉軸線等高共面，且使車床主軸回轉軸線通過該圓弧圓心，才能車出精密球面。1.問題的提出 在批量加工如圖1所示的高溫合金球形軸承內球面時，原編制工藝路線為：粗加工→去應力→精車內球面→內球面開安裝槽→探傷→檢驗→油封。 為驗證工藝，試驗采用如圖2所示高速鋼尖刀（假設刀尖圓弧半徑為零），前角為0º，刃傾角為0º，調整刀尖與車床主軸回轉中心線等高，在新購精密數控車床上編程精車3件45鋼制內球面φ19.15+0.0130mm。 因為通用內徑量具無法實施在線測量內球面φ19.15+0.0130mm，所以在車床上采用改制專用測具（見圖3）檢測，直徑合格，經三坐標測量機復檢，直徑合格，球面輪廓度誤差為0.005mm（小于直徑公差一半），合格。 但將零件材料改為高溫合金GH605，刀具改為YW1硬質合金尖刀后，用與高速鋼尖刀同樣的切削條件試車3件，經三坐標檢驗全部不合格，原因是球面輪廓度誤差為0.03～0.05mm，經仔細觀察發現刀尖已磨損，且編程時沒有采用刀尖圓弧半徑補償程序。為此，改用如圖4所示SANDEVIK菱形可轉位機夾硬質合金刀具VCMW0...
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高溫合金，又稱超合金，高溫合金是一種能夠在600℃以上及一定應力條件下長期工作的金屬材料，具有優異的高溫強度，良好的抗氧化和抗熱腐蝕性能，良好的疲勞性能、斷裂韌性等綜合性能。高溫合金的材料特征使其成為航空發動機中不可替代的關鍵材料。在世界先進發動機研制中，高溫合金材料用量已占到發動機總量的40%~60%。所以，高溫合金材料也被譽為“先進發動機基石”。 航空發動機用高溫合金占高溫合金需求的一半以上。隨著國內一批新型號航空發動機進入量產，高溫合金需求有望快速增長。以殲10B、殲15、殲16為代表的多款三代半戰斗機陸續進入列裝，WS-10發動機需求持續增長。未來幾年，隨著國產大型運輸機運20的投產，大涵道比發動機將進入量產階段；小涵道比中推、小推航空發動機也將逐步進入量產。國產航空發動機需求的增長將驅動航空用高溫合金需求進入快速增長期。 高溫合金在民用工業中的應用也越來越廣泛。高溫合金在燃氣輪機、車用渦輪增壓器、核電、石油石化等行業有著重要的應用。工業化的推進和國內高端裝備制造業的發展將持續拉動民用工業對高溫合金的需求，目前民用高溫合金占總需求的20%，未來這一比例有望持續提升。 ...
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