Kemajuan penyelidikan bahan aloi super berasaskan nikel
Sepanjang setengah abad yang lalu, China telah membangunkan dan membentuk banyak sistem superaloi berasaskan nikel untuk memenuhi keperluan tenaga, pengangkutan, penerbangan, aeroangkasa dan industri lain yang semakin meningkat. Khususnya, pembangunan superaloi berasaskan nikel telah banyak meningkatkan prestasi enjin aeroangkasa China. memberi sumbangan yang besar kepada penambahbaikan. Kertas kerja ini memperkenalkan secara ringkas sejarah pembangunan aloi super berasaskan nikel, mengkaji kemajuan penyelidikan aloi super berasaskan nikel dalam beberapa tahun kebelakangan ini, dan membincangkan trend aplikasi dan pembangunan aloi super berasaskan nikel.
pengenalan
Lebih daripada 50% bahan dalam enjin turbin gas moden menggunakan aloi suhu tinggi, yang mana jumlah aloi suhu tinggi berasaskan nikel menyumbang kira-kira 40% daripada bahan enjin. Aloi berasaskan nikel mempunyai sifat komprehensif yang sangat baik pada suhu sederhana dan tinggi. Ia sesuai untuk bekerja pada suhu tinggi untuk masa yang lama dan boleh menahan kakisan dan lelasan. Ia adalah yang paling kompleks dan digunakan secara meluas dalam bahagian suhu tinggi dan mempunyai banyak sifat metalurgi antara semua aloi super. Aloi yang paling menarik minat pekerja. Aloi suhu tinggi berasaskan nikel digunakan terutamanya dalam komponen struktur yang bekerja pada 950~1050 darjah dalam bidang aeroangkasa, seperti bilah kerja aeroengine, cakera turbin, kebuk pembakaran, dll. Oleh itu, kajian aloi super berasaskan nikel adalah hebat. kepentingan kepada pembangunan industri aeroangkasa negara saya.
1 Gambaran Keseluruhan
Aloi suhu tinggi berasaskan nikel ialah aloi suhu tinggi yang menggunakan nikel sebagai matriks (biasanya kandungan lebih daripada 50%) dan mempunyai kekuatan tinggi dan rintangan yang baik terhadap pengoksidaan dan kakisan gas dalam julat 650 hingga 1000 darjah . Ia dibangunkan berdasarkan aloi Cr20Ni80. Untuk memenuhi keperluan kekuatan haba suhu tinggi (kekuatan suhu tinggi, rintangan rayapan, kekuatan keletihan suhu tinggi) sekitar 1000 darjah dan anti-pengoksidaan dan anti-karat dalam media gas, sejumlah besar tetulang telah ditambah. . Elemen, seperti W, Mo, Ti, Al, Nb, Co, dsb., untuk memastikan prestasi suhu tinggi yang unggul. Sebagai tambahan kepada pengukuhan larutan pepejal, superaloi juga bergantung pada pengukuhan pemendakan bagi fasa sebatian antara logam ' (Ni3Al atau Ni3Ti, dsb.) yang dibentuk oleh Al, Ti, dsb. dan Ni, pengukuhan serakan intragranular beberapa MC stabil halus, M23C6 karbida, dan B, Zr, Re, dsb. memainkan peranan dalam menulenkan dan mengukuhkan sempadan bijian. Tujuan penambahan Cr adalah untuk meningkatkan lagi anti-pengoksidaan dan rintangan kakisan suhu tinggi aloi suhu tinggi. Aloi super berasaskan nikel mempunyai sifat komprehensif yang baik dan telah digunakan secara meluas dalam sektor industri aeroangkasa, automotif, komunikasi dan elektronik. Dengan penerokaan sifat berpotensi aloi berasaskan nikel, penyelidik telah mengemukakan keperluan yang lebih tinggi untuk prestasi mereka. Sarjana dalam dan luar negara telah membangunkan teknik pemprosesan baharu untuk aloi berasaskan nikel, seperti penempaan isoterma, ubah bentuk penyemperitan, ubah bentuk pelapisan, dsb.
2. Sejarah pembangunan aloi super berasaskan nikel
Aloi super berasaskan nikel menduduki kedudukan penting dalam keseluruhan bidang aloi super. Pembangunan dan penggunaannya bermula pada akhir 1930-an, dan dibangunkan dengan latar belakang bahawa kemunculan pesawat jet meletakkan keperluan yang lebih tinggi pada prestasi aloi super. . United Kingdom pertama kali menghasilkan aloi berasaskan nikel Nimonic75 (Ni-20Cr-0.4Ti) pada tahun 1941. Untuk meningkatkan kekuatan rayapan, aluminium telah ditambah untuk membangunkan Nimonic80 (Ni{{9} }Cr-2.5Ti-1.3Al). Amerika Syarikat pada pertengahan-1940s, Soviet Union pada akhir 1940-an dan China pada pertengahan-1950s turut membangunkan superaloi berasaskan nikel.
Pembangunan aloi suhu tinggi berasaskan nikel merangkumi dua aspek: peningkatan komposisi aloi dan inovasi proses pengeluaran. Pada awal 1950-an, perkembangan teknologi peleburan vakum mewujudkan keadaan untuk menapis aloi berasaskan nikel yang mengandungi aluminium dan titanium tinggi; pada akhir 1950-an, teknologi tuangan ketepatan pelaburan telah digunakan untuk membangunkan satu siri aloi tuangan dengan kekuatan suhu tinggi yang baik; pada tahun 1960-an Pada jangka pertengahan, penghabluran berarah dan aloi kristal tunggal dan aloi metalurgi serbuk dengan prestasi yang lebih baik telah dibangunkan; untuk memenuhi keperluan kapal dan turbin gas perindustrian, beberapa aloi berasaskan nikel kromium tinggi berasaskan nikel tinggi dengan rintangan kakisan panas yang lebih baik dan struktur yang stabil telah dibangunkan sejak tahun 1960-an. aloi. Dalam kira-kira 40 tahun dari awal 1940-an hingga akhir 1970-an, suhu operasi aloi berasaskan nikel meningkat daripada 700 darjah kepada 1100 darjah, dengan peningkatan purata kira-kira 10 darjah setahun.
