主要合金元素对镍基合金组织和性能的影响_常连华.pdf

收稿日期:2001-05-21 作者简介:常连华(1962-),女,工程师,毕业于吉林工业大学,现从事精密铸造工作。主要合金元素对镍基合金组织和性能的影响常连华(哈尔滨汽轮机厂有限责任公司,哈尔滨150046) 摘要:叙述了镍基合金的成分、组织及性能,重点介绍了合金元素对镍基合金组织和性能的影响。关键词:镍基合金;合金元素;显微组织;性能;综述分类号:TK265 文献标识码:B 文章编号:1001-5884(2001)05-0319-02 EffectsoftheMainAlloyElementsonMicrostructureandPropertiesofNickelBaseAlloys CHANGLian-hua (panyLimited,Harbin150046China) Abstract:Thisarticledealswiththeconstituents,- fectsofthemainalloyelementsonmicrostructureandpropertiesoftheNickelbasealloysareemphaticallyintroduced. Keywords:Nickelalloy;alloyingelement;microstructure;property;review 0 前言当前燃气涡轮发动机用高温合金以镍基合金为主,在发动机的热部件中,叶片材料的使用条件最为苛刻,叶片材料的性能一般可代表高温合金的发展水平。涡轮叶片是燃气轮机的关键部件,为了提高发动机的效率,必须不断提高涡轮燃气进口温度。先进航空发动机的燃气进口温度已达到1370e,,一般叶身部分的温度为650e~ 980e,叶根部分的温度为760e左右。由于涡轮叶片承受气动力和离心力的作用,产生拉应力和弯曲应力,同时燃气流的高速脉冲,使叶片产生震动应力。叶身部分承受的拉应力平均为14kg/mm 2,叶根部分承受的拉应力为28kg/mm 2~56kg/mm 2。因此叶片材料要有足够的高温拉伸强度、持久强度和蠕变强度,此外还要有良好的机械疲劳、热疲劳性能, 抗氧化、抗热腐蚀性能和适当的塑性。随着现代航空燃气涡轮的发展,要求材料能长时间使用。叶片用于舰船上,有海盐进入高温涡轮时,海洋气氛中钠盐与燃气中的硫化物生成 Na 2SO 4,就会使这种硫化物腐蚀加速进行,因此,对燃气涡轮叶片用的镍基合金提出新的课题,合金的长期稳定性和热腐蚀问题已成为当前合金发展和使用的关键。下面根据镍基合金的化学成分组成,分类叙述主要合金在镍基合金中的作用。 1合金元素对镍基合金组织性能的影响用做涡轮叶片的材料是镍基合金,美国产,前苏联很早有人认为Mo对镍基合金的耐热性能和塑性的影响最好,同时加入(10~15)%(W+Mo),则耐热性能更好。为了提高合金的高温强度,总的趋势是日益提高加入合金元素总量,强化效果首先应计算 W+形成元素的总量,而Co和Cr居于次要地位,合金的强度随着合金元素总量的增加而提高。 Cr起抗氧化、抗腐蚀作用。蠕变过程中镍基合金破坏的一般方式,主要是沿着垂直于应力方向的晶界进行,加入微量元素,如B(~%),