所謂高溫合金,即能在600℃以上高溫及一定應力作用下長期工作的一類合金。高溫合金材料相比于傳統金屬,在性能上具有高溫;良好的抗氧化和抗熱腐蝕性能;良好的抗疲勞性能、斷裂韌性、良好的彈塑性。高溫合金憑借優異的抗氧化和抗熱腐蝕性能在航空發動機、汽車發動機、燃氣輪機、核電、石油化工等多個領域普遍應用。高溫合金大體上有三種劃分方式:根據基體元素種類、根據合金強化類型和根據材料成型方式。高溫合金產品以非標準化為主,因此生產工藝較為復雜,但基本可以可分為三個步驟:熔煉、鑄造和熱加工,粉末冶金工業則將鑄造工藝替代為熱壓。高溫合金粉與鹽溶液不發生任何的化學反應,在任何介質中,都不會受到鹽溶液腐蝕。鐵基高溫合金生產公司
渦輪工作葉片是渦輪發動機上較關鍵的構件之一。雖然工作溫度比導向葉片要低些,但是受力大而復雜,工作條件惡劣,因此對渦輪葉片材料要求有:高的抗氧化和抗腐蝕能力;高的抗蠕變和持久斷裂的能力;良好的機械疲勞和熱疲勞性能以及良好的高溫和中溫綜合性能。渦輪葉片用材料較初普遍采用變形高溫合金。隨著材料研制技術和加工工藝的發展,鑄造高溫合金逐漸成為渦輪葉片的候選材料。美國從20世紀50年代后期開始嘗試使用鑄造高溫合金渦輪葉片,前蘇聯在60年代中期應用了鑄造渦輪葉片,英國于70年代初采用了鑄造渦輪葉片。而航空發動機不斷追求高推重比,促使國內外自70年代以來開始研制新型高溫合金,先后研制了定向凝固高溫合金、單晶高溫合金等具有優異高溫性能的新材料。其中單晶高溫合金材料成為目前主流的渦輪盤材料。4J42膨脹合金供貨費用高溫合金在切削中產生較大的塑性變形,同時刀具與工件和切屑之間產生著強烈摩擦,產生大量的切削熱。
變形高溫合金是指可以進行熱、冷變形加工,工作溫度范圍-253~1320℃,具有良好的力學性能和綜合的強、韌性指標,具有較高的抗氧化、抗腐蝕性能的一類合金。按其熱處理工藝可分為固溶強化型合金和時效強化型合金。使用溫度范圍為900~1300℃,較高抗氧化溫度達1320℃。例如GH128合金,室溫拉伸強度為850MPa、屈服強度為350MPa;1000℃拉伸強度為140MPa、延伸率為85%,1000℃、30MPa應力的持久壽命為200小時、延伸率40%。固溶合金一般用于制作航空、航天發動機燃燒室、機匣等部件。使用溫度為-253~950℃,一般用于制作航空、航天發動機的渦輪盤與葉片等結構件。制作渦輪盤的合金工作溫度為-253~700℃,要求具有良好的高低溫強度和抗疲勞性能。例如:GH4169合金,在650℃的較高屈服強度達1000MPa;制作葉片的合金溫度可達950℃,例如:GH220合金,950℃的拉伸強度為490MPa,940℃、200MPa的持久壽命大于40小時。
在高溫條件下,抗氧化性靠Al2O3。和Cr2O2。保護膜提供,因此鎳基合金必須含有這兩種元素之一或兩者都有,尤其是當強度不是合金主要要求時,要特別注意合金的抗高溫氧化性能和熱腐蝕性能,高溫合金的氧化性能隨合金元素含量的不同而千差萬別,盡管高溫合金的高溫氧化行為很復雜,但通常仍以氧化動力學和氧化膜的組成變化來表征高溫合金的抗氧化能力。趙越等[7]在研究K447在700~950℃的恒溫氧化行為時發現其氧化動力學符合拋物線規律:在900℃以下為完全抗氧化級,在900~950℃為抗氧化級,而且K447氧化膜分為3層,外層是疏松的Cr2O3。和TiO2。的混合物,并含有少量的NiO及NiCr2O4尖晶石;中間層是Cr2O3;內氧化物層是Al2O3。并含有少量TiN,隨著溫度的升高,表面氧化物的顆粒變大,導致表面層疏松,氧化反應加速進行。高溫合金具有優異的高溫強度,良好的抗氧化和抗熱腐蝕性能。
高溫合金主要分類:按基體元素種類,鈷基高溫合金,鈷基高溫合金是以鈷為基體,鈷含量大約占60%,同時需要加入Cr、Ni等元素來提升高溫合金的耐熱性能,雖然這種高溫合金耐熱性能較好,但由于各個國家鈷資源產量比較少,加工比較困難,因此用量不多。通常用于高溫條件(600~1000℃)和較長時間受極限復雜應力高溫零部件,例如航空發動機的工作葉片、渦輪盤、燃燒室熱端部件和航天發動機等。為了獲得更優良的耐熱性能,一般條件下要在制備時添加元素如W、MO、Ti、Al、Co,以保證其優越的抗熱抗疲勞性。高溫合金憑借優異的抗氧化和抗熱腐蝕性能在航空發動機、汽車發動機、燃氣輪機、核電等應用。4J42膨脹合金供貨費用
高溫合金具有良好的疲勞性能、斷裂韌性等綜合性能。鐵基高溫合金生產公司
近年來高溫合金表面常用的一些高溫防護涂層,如鋁化物涂層、包覆涂層、熱障涂層以及濺射納米晶涂層等。眾所周知,性能越是先進的渦輪發動機,它的進口溫度也越高。對于航空發動機的葉片來說,不但需要優良的高溫機械性能,還要具備比較好的抗氧化性能和抗腐蝕性能。只依靠改善葉片材料本身的性能已經無法滿足這些要求,而高溫防護涂層的出現,成功解決了這一問題。高溫合金的防護涂層大多數較薄,一般來說起到保護基體合金不受高溫氧化腐蝕的作用,而對高溫下機械強度的要求可以讓合金基體承擔,這種設計能夠大幅度地提高合金的使用年限。鐵基高溫合金生產公司