镍基单晶高温合金研究进展-中国材料进展.doc

镍基单晶高温合金研究进展孙晓峰,金涛,周亦胄,胡壮麒(中国科学院金属研究所,沈阳110016)摘要:单晶高温合金具有较高的高温强度、良好的抗氧化和抗热腐蚀性能、优异的蠕变与疲劳抗力、良好的组织稳定性和使用可靠性,广泛应用于涡轮发动机等先进动力推进系统涡轮叶片等部件。由于采用定向凝固工艺消除了晶界,单晶高温合金明显减少了降低熔点的晶界强化元素,使合金的初熔温度提高,能够在较高温度范围进行固溶和时效处理,其高温强度比等轴晶和定向柱晶高温合金大幅度提高。经过几十年的发展,单晶高温合金已经在合金设计方法、组织结构与力学性能关系、纯净化冶炼工艺和定向凝固工艺等方面取得了重要进展。本文从单晶高温合金成分特点、合金元素作用、强化机理、力学性能各向异性、凝固过程及缺陷控制、单晶制备工艺等方面,简要介绍了单晶高温合金的主要研究进展。关键词:单晶高温合金;强化机理;定向凝固;各向异性ResearchProgressofNickel-baseSingleCrystalSuperalloysSunXiaofeng,JinTao,ZhouYizhou,HuZhuangqi(InstituteofMetalResearch,ChineseAcademyofSciences,Shenyang110016,China)Abstract:Singlecrystalsuperalloyshavebeenwidelyusedtomaketurbinebladesandguidevanesforaero-enginesandindustrialgasturbinesbecauseofimprovedstrength,creep-rupture,fatigue,,,thesolutionandagingtreatmentofsinglecrystalsuperalloyscanbedoneathighertemperatureduetotheenhancedincipientmeltingtemperature,,relationshipbetweenstructureandmechanicalperformances,,roleofelements,mechanismofstrengthening,anisotropyofmechanicalproperties,procedureofsolidification,:singlecrystalsuperalloy;mechanismofstrengthening;directionalsolidification;anisotropyofproperties——————————————————基金项目:国家973计划项目(2010CB631206)通讯作者:孙晓峰,男,1964年生,研究员,博士生导师1引言高温合金(Superalloy)是以铁、镍、钴为基体的一类高温结构材料,可以在600℃以上高温环境服役,并能承受苛刻的机械应力。高温合金具有高的室温和高温强度、良好的抗氧化和抗热腐蚀性能、优异的蠕变与疲劳抗力、良好的组织稳定性和使用可靠性,广泛应用于涡轮发动机等先进动力推进系统热端部件。高温合金研究的不断深入,不仅推动了航空/航天发动机等国防尖端技术的进步,而且促进了交通运输、能源动力、石