六、高温合金.ppt

《航空材料特点及应用》 培训中心 魏晓棠 模块六 高温合金 高温合金是指以铁、镍、钴为基，能在600℃以上的高温及一定应力作用下长期工作的一类金属材料。9超音速喷气发动机燃烧室的温度高达2000 ℃) 高温合金具有较高的高温强度，良好的抗氧化和抗腐蚀性能，良好的抗疲劳性能、断裂韧性、塑性等综合性能。高温合金在各种温度下具有良好的组织稳定性和使用可靠性。 高温合金主要用于四大热端部件，即：导向器、涡轮叶片、涡轮盘和燃烧室。 * * 高温合金是指以铁、镍、钴为基，能在600℃以上的高温及一定应力作用下长期工作的一类金属材料。9超音速喷气发动机燃烧室的温度高达2000 ℃) 高温合金具有较高的高温强度，良好的抗氧化和抗腐蚀性能，良好的抗疲劳性能、断裂韧性、塑性等综合性能。高温合金在各种温度下具有良好的组织稳定性和使用可靠性。 高温合金主要用于四大热端部件，即：导向器、涡轮叶片、涡轮盘和燃烧室。 1．高温合金的分类 1）根据合金的基本成型方式或特殊用途，将合金分为： 2）根据合金的基体组成元素，将合金分为： 3）根据合金的主要强化特征，将合金分为： 变形高温合金 铸造高温合金 焊接用高温合金丝 粉末高温合金。 铁基合金 镍基合金 钴基合金 固溶强化型合金 时效硬化型合金 8 * * 1.铁基高温合金：有较好的综合性能，可作为燃气轮机中工作温度在750℃左右的结构材料。常用牌号GH36、GH38A、GH132等。 2.铁镍基高温合金：以铁为基体，加入较多的镍（25—60%），基体为奥氏体。常用牌号GH130、GH135、GH140 3.镍基高温合金：以镍为基体，加入其它合金，承受最高温度1000℃，广泛应用于制造各类航空发动机的最热端部件，如导向叶片、涡轮盘、燃烧室等。常用牌号GH37、GH33 4.钴基高温合金：我国资源较少，发展应用很少。 2．高温合金牌号的表示方法 1）变形高温合金：GHXXXX “GH”后第一位数字表示分类号，即： 1——表示固溶强化型铁基合金； 2——表示时效硬化型铁基合金； 3——表示固溶强化型镍基合金； 4——表示时效硬化型镍基合金； 5——（空） 6——表示钴基合金。 “GH”后第二、三、四位数字表示合金的编号。 如：GH2135为时效硬化型铁基变形高温合金； GH3030为固溶强化型镍基变形高温合金。 9 2）铸造高温合金 KXXX 采用汉语拼音字母符号“K”，加三位阿拉伯数字表示。 “K”后第一位数字表示分类号，即： 2——表示时效硬化型铁基合金； 4——表示时效硬化型镍基合金； 6——表示钴基合金。 “K”后第二、三位数字表示合金的编号。 如：K211为时效硬化型铁基铸造高温合金； K403为时效硬化型镍基铸造高温合金。 10 3．常用高温合金 （1）变形铁基高温合金 GH1035（GH35） 固溶强化型 具有良好的热稳定性，冲压性和焊接性，热强度较低。 GH2036（GH36）时效硬化型 在650℃以下有高的热强性，并且有良好的力学性能、热加工及切削加工性能，在700～750℃的空气中有稳定的抗氧化性能。 11 3．常用高温合金 （2）变形镍基高温合金 GH3030（GH30）固溶强化型，具有良好的热稳定性、热疲劳性能，良好的冲压性、焊接性，膨胀系数大，容易引起变形，而且热强度也小。 GH4169（GH169）时效强化型，具有良好的综合性能，抗疲劳、抗氧化、耐腐蚀，良好的加工性、焊接性，组织稳定。 12 3．常用高温合金 （3）铸造高温合金 K423（K23）含铬量较高，良好的抗氧化性能、较高的热稳定性，用于1000℃以下工作的燃气涡轮空心和实心导向叶片、导向器等 K4169 由变形合金发展而成，在（-273～700℃）内具有较高的强度、塑性、优良的耐腐蚀性，良好的焊接性。 13 * * 4.高温合金的基本要求： （1）高的热稳定性：即高温下具有高的抗腐蚀（抗氧化）能力。 （2）高的热强性：即在高温下具有高的抵抗塑性变形和断裂的能力。 （3）良好的工艺性能：在冶炼、铸造、热压、冷压、焊接、切削加工等方面，要有满意的工艺性。 * * 5.热强性指标： （1）蠕变强度：σ7000.2/100=290MPa，表示在700℃，经过100小时，使金属试棒发生0.2%变形的应力为290MPa. （2）持久强度 ：σ800100=340MPa表示在800℃经过100小时金属棒发生断裂时的应