镍基高温合金-课件（PPT·精·选）.ppt

高温合金高高温温合合金金 1 高温合金材料( superalloy material) ?一般指在 600 ℃以上承受一定应力条件下工作的合金材料。它不但有良好的高温抗氧化和抗腐蚀能力,而且有较高的高温强度、蠕变强度和持久性能以及良好的抗疲劳性能。它是现代航空发动机、航天器和火箭发动机以及舰艇和工业燃气轮机的关键热端部件材料(如涡轮叶片、导向器叶片、涡轮盘、燃烧室和机匣等),也是核反应堆、化工设备、煤转化技术等方面需要的重要高温结构材料。高温合金汽车增压器喷嘴环叶片燃气轮机涡轮零件 2 分类?高温合金材料按制造工艺,可分为变形高温合金、铸造高温合金、粉末冶金高温合金和发散冷却高温合金。?按合金基体元素,可分为铁基、镍基和钴基高温合金, 使用最广的是镍基高温合金,其高温持久强度最高, 钴基高温合金次之,铁基高温合金最低。?按强化方式,可分为固溶强化高温合金、时效强化高温合金和氧化物弥散强化高温合金。?按主要用途又可分为板材合金、棒材合金和盘材合金。 3 镍基变形高温合金(wrought nickel - base superalloy ) ?以镍为主要基体成分的变形高温合金。镍基变形高温合金以汉语拼音字母“ GH ”加序号表示,如 GH36 、 GH49 、 GH141 等。它可采用常规的锻、轧和挤压等冷、热变形手段加工成材。?按强化方式可分为固溶强化镍基变形高温合金,弱时效强化镍基变形高温合金和强时效强化镍基变形高温合金 3类。?用途: 镍基变形高温合金广泛地用来制造航空喷气发动机、各种工业燃气轮机的热端部件,如工作叶片, 导向叶片、涡轮盘和燃烧室等。高温合金( GH132 、 GH145 、 GH169 ) GH3039 等高温合金系列?合金元素的作用: ?铬在镍基变形高温合金中的主要作用: 增加抗氧化及耐蚀能力。? 20 世纪 40 ~ 50 年代发展的镍基变形高温合金中铬含量高达 18% ~ 20% ,在 60 年代,为了提高高温强度,将铬含量降低到 8% ~ 12% 。过度降铬有损抗氧化、耐蚀能力。?固溶强化镍基变形高温合金中加入较多的钨、钼、钴等元素。?弱时效强化镍基变形高温合金可添加一定量的铝、钛、铌等时效强化元素。?强时效强化镍基变形高温合金中则可以加入多量的铝、钛、铌元素,但其总量不能超过 % 。也加入硼、铈、镁等晶界强化元素。组织特点: 主要的强化相是γ′ (Ni 3 Al) 相, 含量达 20% ~ 55% 左右。另一类强化相是γ″(Ni 3 Nb) 相, 在 700 ℃以下对强度的贡献远大于γ′相,特别显著地提高屈服强度,是涡轮盘材料中有名的强化相。加工方法: 变形高温合金塑性较低,变形抗力大,特别是含γ′相很高的强时效强化镍基变形高温合金,使用普通的热加工手段变形有一定困难,往往需采取一些特殊的加工工艺,如钢锭直接轧制、钢锭包套直接轧制和包套镦饼等新工艺。也采用加镁微合金化和弯曲晶界热处理工艺来提高塑性。