Napredak istraživanja superlegura materijala na bazi nikla
Tijekom proteklih pola stoljeća, Kina je razvila i oblikovala mnoge sustave superlegura na bazi nikla kako bi zadovoljila rastuće potrebe energetske, transportne, zrakoplovne, zrakoplovne i drugih industrija. Konkretno, razvoj superlegura na bazi nikla uvelike je poboljšao performanse kineskih zrakoplovnih motora. dao značajan doprinos poboljšanju. Ovaj rad ukratko predstavlja povijest razvoja superlegura na bazi nikla, daje pregled napretka istraživanja superlegura na bazi nikla posljednjih godina i raspravlja o primjeni i trendovima razvoja superlegura na bazi nikla.
Uvod
Više od 50% materijala u suvremenim plinskoturbinskim motorima koristi visokotemperaturne legure, od kojih količina visokotemperaturnih legura na bazi nikla čini oko 40% materijala motora. Legure na bazi nikla imaju izvrsna opsežna svojstva na srednjim i visokim temperaturama. Prikladni su za dugotrajni rad na visokim temperaturama i otporni su na koroziju i abraziju. One su najsloženije i najčešće se koriste u visokotemperaturnim dijelovima i imaju mnoga metalurška svojstva među svim superlegurama. Legure od najvećeg interesa za radnike. Visokotemperaturne legure na bazi nikla uglavnom se koriste u strukturnim komponentama koje rade na 950~1050 stupnjeva u zrakoplovstvu, kao što su radne lopatice aviomotora, turbinski diskovi, komore za izgaranje itd. Stoga je proučavanje superlegura na bazi nikla od velike važnosti značaj za razvoj zrakoplovne industrije moje zemlje.
1 Pregled
Visokotemperaturne legure na bazi nikla su visokotemperaturne legure koje koriste nikal kao matricu (općenito više od 50% udjela) i imaju visoku čvrstoću i dobru otpornost na oksidaciju i plinsku koroziju u rasponu od 650 do 1000 stupnjeva. Razvijen je na bazi legure Cr20Ni80. Kako bi se zadovoljili zahtjevi toplinske čvrstoće na visokim temperaturama (čvrstoća na visokim temperaturama, otpornost na puzanje, čvrstoća na zamor na visokim temperaturama) oko 1000 stupnjeva te antioksidacija i antikorozija u plinskim medijima, dodan je veliki broj ojačanja . Elementi, kao što su W, Mo, Ti, Al, Nb, Co, itd., kako bi se osigurala vrhunska izvedba na visokim temperaturama. Osim ojačanja čvrste otopine, superlegure se također oslanjaju na ojačanje taloženjem faze intermetalnog spoja ′ (Ni3Al ili Ni3Ti, itd.) koju tvore Al, Ti itd. i Ni, intragranularno disperzijsko ojačanje nekih finih stabilnih MC, M23C6 karbidi, i B, Zr, Re, itd. igraju ulogu u pročišćavanju i jačanju granica zrna. Svrha dodavanja Cr je daljnje poboljšanje otpornosti na antioksidaciju i visokotemperaturnu koroziju visokotemperaturnih legura. Superlegure na bazi nikla imaju dobra sveobuhvatna svojstva i naširoko se koriste u sektorima zrakoplovne, automobilske, komunikacijske i elektroničke industrije. S istraživanjem potencijalnih svojstava legura na bazi nikla, istraživači su postavili veće zahtjeve za njihovu izvedbu. Domaći i inozemni znanstvenici razvili su nove tehnike obrade legura na bazi nikla, kao što su izotermno kovanje, deformacija ekstruzijom, deformacija obloge itd.
2. Povijest razvoja superlegura na bazi nikla
Superlegure na bazi nikla zauzimaju posebno važno mjesto u cjelokupnom području superlegura. Njegov razvoj i uporaba započeli su kasnih 1930-ih, a razvijeni su u pozadini toga da je pojava mlaznih zrakoplova postavila veće zahtjeve za performanse superlegura. . Ujedinjeno Kraljevstvo prvo je proizvelo leguru na bazi nikla Nimonic75 (Ni-20Cr-0.4Ti) 1941. Kako bi se poboljšala otpornost na puzanje, dodan je aluminij za razvoj Nimonic80 (Ni{{9} }Cr-2.5Ti-1.3Al). Sjedinjene Države sredinom-1940, Sovjetski Savez kasnih 1940-ih i Kina sredinom-1950 također su razvile superlegure na bazi nikla.
Razvoj visokotemperaturnih legura na bazi nikla uključuje dva aspekta: poboljšanje sastava legura i inovaciju proizvodnih procesa. Početkom 1950-ih, razvoj tehnologije vakuumskog taljenja stvorio je uvjete za rafiniranje legura na bazi nikla koje sadrže visoku količinu aluminija i titana; u kasnim 1950-ima, tehnologija preciznog lijevanja za ulaganje korištena je za razvoj niza legura za lijevanje s dobrom čvrstoćom na visokim temperaturama; u 1960-ima Srednjoročno su razvijene usmjerena kristalizacija i monokristalne superlegure i superlegure metalurgije praha s boljim učinkom; kako bi se zadovoljile potrebe brodova i industrijskih plinskih turbina, od 1960-ih razvijen je niz legura na bazi nikla s visokim udjelom kroma i nikla s boljom otpornošću na vruću koroziju i stabilnom strukturom. legura. U otprilike 40 godina od ranih 1940-ih do kasnih 1970-ih, radna temperatura legura na bazi nikla porasla je sa 700 stupnjeva na 1100 stupnjeva, s prosječnim porastom od oko 10 stupnjeva godišnje.
