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高溫合金能承受高溫的原理是什么?

發(fā)布時(shí)間: 2021-09-02  點(diǎn)擊次數(shù): 1444次

實(shí)踐下,對(duì)高溫下工作的工程結(jié)構(gòu)材料的要求十分苛刻。概括起來主要要求是:

(1) 優(yōu)異的、綜合性的高溫力學(xué)性能。也就是說要求材料具有優(yōu)良的抗蠕變性能,足夠的高溫持久強(qiáng)度,良好的高溫疲勞性能,適當(dāng)?shù)母邷厮苄缘龋员WC金屬材料在服役期間內(nèi)安全工作,具備應(yīng)有的使用壽命。

(2) 在相應(yīng)的工作環(huán)境中具有良好的耐高溫腐蝕性能。也就是說, 在受力或不受力的高溫工作環(huán)境中,能耐高溫氧化或耐高溫毓化,或耐混含氣氛中的高溫腐蝕等性能。能達(dá)到設(shè)計(jì)要求的使用壽命,保證不因高溫腐蝕而使材料遭受破壞。

(3) 高溫下使用的材料應(yīng)具有足夠好的冶煉加工等工藝性能。高溫下的工作部件的形狀往往是十分嚴(yán)格的,對(duì)所使用材料的化學(xué)成分的要求也是十分嚴(yán)格的,因此要求這些材料要具有良好的冶煉工藝性以及足夠好的鑄造、鍛造、焊接、機(jī)加工性能等以保證能獲得實(shí)際工程中所需要的工程部件和設(shè)備。

(4) 適宜的經(jīng)濟(jì)可行性,即在選材時(shí),除應(yīng)注意到材料的壽命外, 還必須兼顧到材料的成本、加工制造部件或設(shè)備的成本、部件的可更換性、安全可靠性等因素,全面地商量經(jīng)濟(jì)的可行性。上述對(duì)高溫下使用材料的基本要求在具體工程中必須進(jìn)行綜合考慮,特別是在設(shè)計(jì)選材時(shí)要全面考慮,

高溫合金是指以鐵、鎳、鈷為基,能在600°C以上的高溫及一定應(yīng)力作用下長(zhǎng)期工作的一類金屬材料,具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)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,其四大要素:耐高溫、抗較大應(yīng)力、表面穩(wěn)定化和高合金化缺一不可。又被稱為熱強(qiáng)合金、耐熱合金或“超合金"。

除基體元素(鐵、鈷、鎳)外,高溫合金中需加入其他組分起到改善合金性能的作用,比如添加Ta、Re、W、Mo等難熔元素以增強(qiáng)其高溫穩(wěn)定性,形成γ’、γ’’、MC等增強(qiáng)相;添加稀土元素,可與鎳基合金中的氧、硫、磷等生成熔點(diǎn)*的化合物(稀土氧化物的熔點(diǎn)在2000°C~2473°C,稀土硫化物的熔點(diǎn)在1973°C~2573°C)等。

高溫合金行業(yè)上游為有色金屬礦山企業(yè),下游為航空航天、電力、機(jī)械、石油化工、汽車等行業(yè),應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。由于高溫合金技術(shù)復(fù)雜,產(chǎn)品多為非標(biāo)準(zhǔn)化,產(chǎn)品類型隨下游需求不同進(jìn)行調(diào)整,比如軍工領(lǐng)域通常采用合約訂購、外協(xié)加工的方式定制產(chǎn)品。
高溫合金產(chǎn)業(yè)鏈可細(xì)分為三個(gè)環(huán)節(jié):(1)母合金制備。高溫合金冶煉是生產(chǎn)高溫合金產(chǎn)品的基礎(chǔ),涉及合金含量配比、冶煉過程操控等復(fù)雜的工藝技術(shù),技術(shù)難度大,如果合金冶煉出現(xiàn)質(zhì)量問題,則影響后端產(chǎn)品的質(zhì)量;(2)精鑄件、板材、棒材等半成品的制備。采用鍛造、機(jī)加工、熱處理、精鑄等技術(shù),可制造形狀復(fù)雜、尺寸精度高的板材、棒材和精鑄件等半產(chǎn)品;(3)渦輪盤、燃燒室、壓氣機(jī)、導(dǎo)向器、調(diào)節(jié)片等產(chǎn)品,高溫合金企業(yè)需要開發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)產(chǎn)品,配備完整的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、質(zhì)量檢測(cè)等體系。


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