高温合金资料.ppt

高 温 合 金 * * 5.1 高温合金概述 5.2 高温合金分类和牌号表示法 5.3 高温合金的强化 概念： 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。 性能特点： ⑴高温合金具有较高的高温强度； ⑵良好的抗氧化和抗热腐蚀性能； ⑶良好的疲劳性能、断裂韧性、塑性。 组织特点： 高温合金为单一（奥氏体）基体组织，在各种温度下具有良好的组织稳定性和使用的可靠性。 1 高温合金概述 国外高温合金发展状况 1929年：英美Meriea、Bedford和Pilling将少量的Ti和Al加入到 80Ni-20Cr电工合金，蠕变显著强化。 1937年：德Hans von ohain涡轮喷气发动机Heinkel问世。 1939年：英研制出Whittle涡轮喷气发动机。 1939年：英Mond镍公司(国际镍公司)研制出镍基合金Nimonic 75，准备用作Whittle发动机涡轮叶片，后为Nimonic 80取代，其含铝、钛，蠕变性能比Nimonic 75高50℃。 1942年：Nimonic 80用作涡轮喷气发动机的叶片，成为最早的Ni3(A1，Ti)强化的涡轮叶片材料。此后，该公司在合金中加入硼、锆、钴、钼等合金元素，相继开发了Nimonic80A、Nimonic 90等合金，形成Nimonic合金系列。 1 高温合金概述 1932年：美国Halliwell开发了含铝、钛的弥散强化型镍基合金K42B，用以制造活塞式航空发动机的增压涡轮。 1941年：美国开始发展航空燃气涡轮。 1942年：Hastelloy B镍基合金用于GE公司的Bellp-59喷气发动机及其后的I-40喷气发动机。 1944年：西屋公司的Yan Kee19A发动机采用钴基合金HS 23精密铸造叶片。 1950年美国出兵朝鲜，由于钴的资源短缺，镍基合金得到发展并被广泛用作涡轮叶片。美国的PW公司、GE公司和特殊金属公司分别开发出了Waspalloy、M-252和Udmit 500等合金。并在这些合金发展基础上，形成了Inconel、Mar-M和Udmit等牌号系列。 制造工艺对高温合金的发展起着极大的推进作用。 二十世纪40年代～50年代中期： 通过合金成分的调整来提高合金的性能。 二十世纪40 年代： 出现了真空熔炼技术，去除合金中有害杂质和气体，精确控制合金成分，如Mar-M200、In100和B1900等高性能的铸造高温合金。 二十世纪60年代： 定向凝固、单晶合金、粉末冶金、机械合金化、陶瓷过滤、等温锻造等新型工艺的研究开发。其中定向凝固工艺所起的作用尤为重要，采用定向凝固工艺制出的单晶合金，其使用温度接近合金熔点的90％，至今，各国先进航空发动机无不采用单晶高温合金涡轮叶片。 我国高温合金发展历程 1956年：正式开始研制生产高温合金，第一种高温合金是GH3030，用作WP－5火焰筒（歼-5），由抚顺钢厂、鞍山钢铁公司、冶金部钢铁研究总院、航空材料研究所和410厂共同试制 1957年：通过长期试车后投入生产。 1957年底，继GH3030合金之后，WP－5发动机用的GH4033(DH437B)、K412合金相继试制成功。 1960年代初：先后研制成功GH4037、GH3039、GH3044、GH4049、GH3128、K417等高温合金 70年代初：高温合金的生产试制和研究已初具规模，通过仿制、消化和发展苏联高温合金为主体的合金及其工艺，质量达到或超过苏联标准和实物水平。 我国资源缺镍少钴，铁基高温合金的研制、生产和应用成为六七十年代的主线。 至70年代初，研制生产的铁基高温合金牌号达33个，其中我国独创的达18种之多。大量应用至今的有GHll40、GH2135、GH35A和K213等4种合金。 70年代后：引进欧美发动机WS-8、WS-9、WZ-6、WZ-8，并研制生产WP－13等发动机，引进和试制了一批欧美体系的高温合金，使我国高温合金生产水平接近西方工业国家的水平。 自行研究和开发了一批新的镍基合金，如GH4133、GH4133B、GH3128、GHl70、K405、K423A、K419等。 40多年来： 研究、试制和生产了100多种高温合金，总计产量达6万t左右。生产高温合金的装备：大型真空感应炉、不同容量的电渣炉、1～7t大型真空电弧炉、200kg真空电子束炉以及大型快锻、精锻机、挤压机、水压机等设备。 国际公认的工艺技术：低偏析新技术和加镁微合金化技术。通过低