Napredek raziskav superzlitin na osnovi niklja
V preteklega pol stoletja je Kitajska razvila in oblikovala številne sisteme superzlitin na osnovi niklja, da bi zadovoljila naraščajoče potrebe energetske, transportne, letalske, vesoljske in drugih industrij. Zlasti razvoj superzlitin na osnovi niklja je močno izboljšal zmogljivost kitajskih vesoljskih motorjev. pomembno prispeval k izboljšanju. Ta članek na kratko predstavlja zgodovino razvoja superzlitin na osnovi niklja, pregled napredka raziskav na področju superzlitin na osnovi niklja v zadnjih letih in razpravlja o uporabi in razvojnih trendih superzlitin na osnovi niklja.
uvod
Več kot 50 % materialov v sodobnih plinskoturbinskih motorjih uporablja visokotemperaturne zlitine, od tega količina visokotemperaturnih zlitin na osnovi niklja predstavlja približno 40 % materialov motorja. Zlitine na osnovi niklja imajo odlične celovite lastnosti pri srednjih in visokih temperaturah. Primerni so za dolgotrajno delo pri visokih temperaturah in so odporni proti koroziji in abraziji. So najbolj kompleksne in pogosto uporabljene v visokotemperaturnih delih in imajo številne metalurške lastnosti med vsemi superzlitinami. Zlitine, ki so najbolj zanimive za delavce. Visokotemperaturne zlitine na osnovi niklja se v glavnem uporabljajo v strukturnih komponentah, ki delujejo pri 950 ~ 1050 stopinjah na področju vesolja, kot so delovne lopatice letalskih motorjev, turbinski diski, zgorevalne komore itd. Zato je študija superzlitin na osnovi niklja zelo pomembna pomen za razvoj vesoljske industrije moje države.
1 Pregled
Visokotemperaturne zlitine na osnovi niklja so visokotemperaturne zlitine, ki uporabljajo nikelj kot matriko (na splošno več kot 50-odstotna vsebnost) in imajo visoko trdnost ter dobro odpornost proti oksidaciji in plinski koroziji v območju od 650 do 1000 stopinj. Razvit je na osnovi zlitine Cr20Ni80. Da bi izpolnili zahteve visokotemperaturne toplotne trdnosti (visokotemperaturne trdnosti, odpornosti proti lezenju, visokotemperaturne odpornosti proti utrujenosti) okoli 1000 stopinj ter protioksidacijske in protikorozijske zaščite v plinskih medijih, je bilo dodanih veliko število ojačitev. . Elementi, kot so W, Mo, Ti, Al, Nb, Co itd., ki zagotavljajo vrhunsko delovanje pri visokih temperaturah. Poleg ojačitve trdne raztopine se superzlitine zanašajo tudi na izločitveno ojačitev faze intermetalne spojine ′ (Ni3Al ali Ni3Ti itd.), ki jo tvorijo Al, Ti itd., in Ni, intragranularno disperzijsko ojačitev nekaterih finih stabilnih MC, M23C6 karbidi in B, Zr, Re itd. igrajo vlogo pri čiščenju in krepitvi meja zrn. Namen dodajanja Cr je dodatno izboljšati odpornost proti oksidaciji in visokotemperaturno korozijo visokotemperaturnih zlitin. Superzlitine na osnovi niklja imajo dobre celovite lastnosti in se pogosto uporabljajo v letalski, avtomobilski, komunikacijski in elektronski industriji. Z raziskovanjem potencialnih lastnosti zlitin na osnovi niklja so raziskovalci postavili višje zahteve za njihovo učinkovitost. Domači in tuji znanstveniki so razvili nove tehnike obdelave zlitin na osnovi niklja, kot so izotermno kovanje, ekstrudijska deformacija, deformacija obloge itd.
2. Zgodovina razvoja superzlitin na osnovi niklja
Na celotnem področju superzlitin zavzemajo posebno pomembno mesto superzlitine na osnovi niklja. Njegov razvoj in uporaba sta se začela v poznih tridesetih letih prejšnjega stoletja in sta bila razvita v ozadju, ko je pojav reaktivnih letal postavil višje zahteve glede učinkovitosti superzlitin. . Združeno kraljestvo je leta 1941 prvo proizvedlo zlitino na osnovi niklja Nimonic75 (Ni-20Cr-0.4Ti). Da bi izboljšali trdnost pri lezenju, so dodali aluminij za razvoj Nimonic80 (Ni{{9} }Cr-2.5Ti-1.3Al). Združene države sredi-1940, Sovjetska zveza v poznih 1940-ih in Kitajska sredi-1950 so prav tako razvile superzlitine na osnovi niklja.
Razvoj visokotemperaturnih zlitin na osnovi niklja vključuje dva vidika: izboljšanje sestave zlitin in inovacije proizvodnih procesov. V zgodnjih petdesetih letih prejšnjega stoletja je razvoj tehnologije vakuumskega taljenja ustvaril pogoje za rafiniranje zlitin na osnovi niklja, ki vsebujejo visoko vsebnost aluminija in titana; v poznih petdesetih letih prejšnjega stoletja je bila tehnologija natančnega litja za vlaganje uporabljena za razvoj serije livarskih zlitin z dobro visokotemperaturno trdnostjo; v šestdesetih letih 20. stoletja Srednjeročno so razvili usmerjeno kristalizacijo in enokristalne superzlitine ter superzlitine praškaste metalurgije z boljšimi zmogljivostmi; da bi zadostili potrebam ladij in industrijskih plinskih turbin, so bile od šestdesetih let prejšnjega stoletja razvite številne zlitine na osnovi niklja z visoko vsebnostjo kroma in niklja z boljšo odpornostjo proti vroči koroziji in stabilno strukturo. zlitina. V približno 40 letih od zgodnjih 1940-ih do poznih 1970-ih se je delovna temperatura zlitin na osnovi niklja povečala s 700 stopinj na 1100 stopinj, s povprečnim povečanjem za približno 10 stopinj na leto.
