Niķeļa bāzes supersakausējumu materiālu izpētes gaita
Pēdējā pusgadsimta laikā Ķīna ir izstrādājusi un izveidojusi daudzas uz niķeļa bāzes izgatavotas supersakausējuma sistēmas, lai apmierinātu pieaugošās enerģijas, transporta, aviācijas, kosmosa un citu nozaru vajadzības. Jo īpaši uz niķeļa bāzes izgatavotu supersakausējumu izstrāde ir ievērojami uzlabojusi Ķīnas kosmosa dzinēju veiktspēju. devis nozīmīgu ieguldījumu uzlabošanā. Šajā rakstā ir īsi iepazīstināta ar niķeļa bāzes supersakausējumu attīstības vēsturi, apskatīts niķeļa bāzes supersakausējumu pētniecības progress pēdējos gados, kā arī apskatītas niķeļa bāzes supersakausējumu pielietojums un attīstības tendences.
ievads
Vairāk nekā 50% materiālu mūsdienu gāzturbīnu dzinējos izmanto augstas temperatūras sakausējumus, no kuriem niķeļa bāzes augstas temperatūras sakausējumi veido aptuveni 40% no dzinēja materiāliem. Niķeļa sakausējumiem ir lieliskas visaptverošas īpašības vidējā un augstā temperatūrā. Tie ir piemēroti ilgstošai darbībai augstā temperatūrā un var izturēt koroziju un noberšanos. Tie ir vissarežģītākie un plaši izmantoti augstas temperatūras detaļās, un tiem ir daudzas metalurģiskas īpašības starp visiem supersakausējumiem. Sakausējumi, kas visvairāk interesē strādniekus. Augstas temperatūras sakausējumus uz niķeļa bāzes galvenokārt izmanto 950–1050 grādu leņķī kosmiskajā aviācijā, piemēram, aviācijas dzinēju darba lāpstiņās, turbīnu diskos, sadegšanas kamerās utt. Tāpēc niķeļa bāzes supersakausējumu izpēte ir ļoti noderīga. manas valsts kosmosa nozares attīstībā.
1 Pārskats
Augstas temperatūras sakausējumi uz niķeļa bāzes ir augstas temperatūras sakausējumi, kuros kā matrica tiek izmantots niķelis (parasti vairāk nekā 50% saturs), un tiem ir augsta izturība un laba izturība pret oksidāciju un gāzes koroziju diapazonā no 650 līdz 1000 grādiem. Tas ir izstrādāts uz Cr20Ni80 sakausējuma bāzes. Lai izpildītu prasības attiecībā uz augstas temperatūras termisko izturību (augstas temperatūras izturība, šļūdes pretestība, noguruma izturība augstā temperatūrā) ap 1000 grādiem un antioksidācijas un pretkorozijas prasībām gāzes vidē, ir pievienots liels skaits pastiprinājumu. . Elementi, piemēram, W, Mo, Ti, Al, Nb, Co utt., Lai nodrošinātu izcilu veiktspēju augstā temperatūrā. Papildus stiprināšanai cietā šķīdumā supersakausējumi paļaujas arī uz starpmetāliskā savienojuma ′ fāzes (Ni3Al vai Ni3Ti uc), ko veido Al, Ti utt. un Ni, nokrišņu stiprināšanu, dažu smalku stabilu MC, M23C6, intragranulāro dispersijas stiprināšanu. karbīdi, un B, Zr, Re u.c. spēlē lomu graudu robežu attīrīšanā un nostiprināšanā. Cr pievienošanas mērķis ir vēl vairāk uzlabot augstas temperatūras sakausējumu antioksidāciju un izturību pret koroziju augstā temperatūrā. Uz niķeļa bāzes izgatavotiem supersakausējumiem ir labas visaptverošas īpašības, un tie ir plaši izmantoti kosmosa, automobiļu, sakaru un elektronikas rūpniecības nozarēs. Izpētot niķeļa sakausējumu iespējamās īpašības, pētnieki ir izvirzījuši augstākas prasības to veiktspējai. Pašmāju un ārvalstu zinātnieki ir izstrādājuši jaunas apstrādes metodes uz niķeļa bāzes sakausējumiem, piemēram, izotermisko kalšanu, ekstrūzijas deformāciju, apšuvuma deformāciju utt.
2. Supersakausējumu uz niķeļa bāzes attīstības vēsture
Supersakausējumi uz niķeļa bāzes ieņem īpaši nozīmīgu vietu visā supersakausējumu jomā. Tā izstrāde un izmantošana sākās 1930. gadu beigās, un tā tika izstrādāta, ņemot vērā to, ka reaktīvo lidmašīnu parādīšanās izvirzīja augstākas prasības supersakausējumu veiktspējai. . Apvienotā Karaliste pirmo reizi ražoja niķeļa sakausējumu Nimonic75 (Ni-20Cr-0.4Ti) 1941. gadā. Lai uzlabotu šļūdes izturību, tika pievienots alumīnijs, lai izstrādātu Nimonic80 (Ni{{9}). }Cr-2.5Ti-1.3Al). ASV vidū{14}}, Padomju Savienībā 1940. gadu beigās un Ķīnā{16}}gadu vidū arī izstrādāja supersakausējumus uz niķeļa bāzes.
Augstas temperatūras sakausējumu uz niķeļa bāzes izstrāde ietver divus aspektus: sakausējuma sastāva uzlabošanu un ražošanas procesu inovāciju. 1950. gadu sākumā vakuuma kausēšanas tehnoloģijas attīstība radīja apstākļus niķeļa sakausējumu, kas satur augstu alumīnija un titāna saturu, rafinēšanai; 1950. gadu beigās investīciju precizitātes liešanas tehnoloģija tika izmantota, lai izstrādātu virkni liešanas sakausējumu ar labu izturību augstā temperatūrā; 60. gados Vidusposmā tika izstrādāti virziena kristalizācijas un monokristālu supersakausējumi un pulvermetalurģijas supersakausējumi ar labāku veiktspēju; lai apmierinātu kuģu un rūpniecisko gāzturbīnu vajadzības, kopš pagājušā gadsimta 60. gadiem tika izstrādāti vairāki sakausējumi uz augsta hroma niķeļa bāzes ar augstu hroma niķeļa saturu ar labāku karstās korozijas izturību un stabilu struktūru. sakausējums. Aptuveni 40 gadu laikā no 1940. gadu sākuma līdz 70. gadu beigām niķeļa sakausējumu darba temperatūra palielinājās no 700 grādiem līdz 1100 grādiem, vidēji palielinoties par aptuveni 10 grādiem gadā.
