粉末高温合金研究进展

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高温合金制备新技术研究

高温合金制备新技术研究

高温合金制备新技术研究高温合金作为一种重要的先进材料,在航空、航天、电力等领域得到广泛应用。

然而,传统高温合金的制备方法存在许多问题,如成分不均匀、晶粒粗大、热处理难度大等。

针对这些问题,近年来出现了一些新的高温合金制备技术,如粉末冶金、激光选区熔化、等离子喷涂等。

本文将就这些新技术进行探讨和分析。

一、粉末冶金粉末冶金是一种制备高温合金的新技术。

其主要原理是将高温合金的生产原料分别制成粉末,再通过热等静压(HIP)或等离子烧结(SPS)等方法进行热压实,最终得到高质量的高温合金材料。

相比传统制备方法,粉末冶金能够保证合金的成分均匀性,可达到几乎理论密度,晶粒尺寸也会比较小,从而提高其力学性能和耐高温性能。

除此之外,粉末冶金还可以利用多孔性的合金材料作为衬底,再将其涂覆上一层薄的高温合金粉末。

通过热等静压等技术,可将其固结成整体,形成一种新的复合材料。

这种复合材料既具有高温合金的高温性能,又具有多孔材料的良好的吸附性能和低密度等特点,可用于制备燃料电池等设备。

二、激光选区熔化(SLS)激光选区熔化又称为3D打印技术,是一种通过激光束对高温合金粉末进行局部熔化和固化,将其一层层堆积成所需三维构型的新技术。

SLS技术既避免了传统加工方法中材料浪费和加工原材料限制等问题,又能够实现高度灵活的成型过程,极大地提高了高温合金的设计和制造精度。

除此之外,SLS技术还可以制备非常复杂的高温合金结构,如微型涡轮叶片、复杂的导向叶片等。

这种精细和复杂的结构,传统方法很难制备。

SLS技术的应用也在航空发动机、核电设备等领域取得了积极成果。

三、等离子喷涂等离子喷涂是一种将高温合金材料转化为粉末或线材后,用特殊的等离子火焰喷涂设备在基体表面形成一层涂层的技术。

等离子喷涂技术具有成本低、加工周期短、可以制备复杂形状的部件等特点。

并且,对于高温环境下的某些情况下,等离子喷涂还可以增强基材的机械性能,并使其具有更好的耐磨性和耐冲蚀性能。

高品质粉末高温合金涡轮盘成型工艺研究与示范

高品质粉末高温合金涡轮盘成型工艺研究与示范

高品质粉末高温合金涡轮盘成型工艺研究与示范一、引言随着航空航天、能源等高端领域的不断发展,对于高温合金材料的需求也日益增加。

粉末高温合金因其高强度、高温性能优异而被广泛应用于航空发动机、燃气轮机、航天器等领域。

高品质粉末高温合金涡轮盘作为发动机的关键零部件,其制造工艺对产品的质量和性能具有至关重要的影响。

本文旨在开展对高品质粉末高温合金涡轮盘成型工艺的研究与示范,以提高产品质量和生产效率。

二、高品质粉末高温合金涡轮盘成型工艺的研究1.材料选择高品质粉末高温合金具有高温强度和耐腐蚀性,因此在涡轮盘的成型工艺中材料选择至关重要。

通常选用镍基粉末高温合金作为原料,其中包括著名的IN718、IN738、Waspaloy等,这些合金具有良好的机械性能和耐高温性能,适合于高端发动机和轮机的制造。

2.粉末制备粉末高温合金的制备对成型工艺影响重大。

采用惰性气体气氛下的惰性气氛球磨技术,可有效提高粉末的均匀性和颗粒度,使得后续成型工艺更加稳定。

3.成型工艺涡轮盘的成型工艺可以采用热等静压成型技术。

该技术通过热压模具对粉末进行成型,其优点在于能够确保成型件的密度和均匀性。

采用热等静压成型技术还可以实现复杂形状的涡轮盘的一次成型,降低了后续加工工序,提高了生产效率。

4.烧结工艺经过成型的涡轮盘需要进行烧结处理,以提高其密度和机械性能。

采用真空热处理工艺,可有效提高成品的力学性能和抗氧化性能。

5.表面处理涡轮盘的表面处理对于提高其抗疲劳性能和耐腐蚀性能至关重要。

采用表面喷涂技术和高温气体热处理技术,可以有效提高涡轮盘的表面硬度和耐磨性。

三、高品质粉末高温合金涡轮盘成型工艺的示范1.实验设备建立先进的热等静压设备和真空热处理设备,确保成型工艺的稳定性和可控性。

同时配备先进的粉末制备设备和表面处理设备,以满足不同高品质粉末高温合金涡轮盘成型工艺的需求。

2.生产示范在实际生产中,通过对高品质粉末高温合金涡轮盘的成型工艺进行示范,包括原料制备、成型工艺、烧结工艺和表面处理工艺的全方位展示,从而提高生产工作者的技能和生产效率。

俄罗斯新型粉末高温合金研制进展

俄罗斯新型粉末高温合金研制进展

B B 7 5 2 /、 I B B 7 5 3 H ) 粉末 高温合 金 的最 新进 展 。俄 罗斯 采用 等离子 旋转 电极法 ( P R E P ) ¥ 1 J 粉 +直接 热等静 压 ( As - H I P ) 成形 工艺制造粉末高温合 金盘 件 。B B H系粉末高温合 金的抗拉强度 、 6 5 0℃下的持久强度 以及低 周 疲 劳性 能均 优于3 H 7 4 1 H I / 合金 , 但塑性 、 韧 性低于 ̄ ) /7 I 4 1 H I I 合 金 。B B H系合金盘件 性能满足 第 5 代、 第5 代 半航 空发动机 的设计 要求 。其 中, B B 7 5 1 Ⅱ和B B 7 5 2 Ⅱ属于 高强型合金 , 可用于工作温度为 6 5 0  ̄7 0 0℃的盘件 等; B B7 5 0 I I 和B B7 5 3 I I 属 于高热 强型合 金 , 可用 于工作温 度在 7 5 0℃ 以上的盘件 等 。俄 罗斯 己开始 工业试 制 批生产和 提供航 空发动机 涡轮 和压气机 用B B 7 5 0 H合金盘 件 ; B B 7 5 1 1 7 合金盘件 等 已用于发动 机n ) I 1 4 和
Ab s t r a c t : T h e l a t e s t d e v e l o p me n t o f n e w t y p e B B I - I s e r i e s ( B B 7 5 0 /, i B B 7 5 1 1 7 , B B 7 5 2 I I a n d B B 7 5 3 H )p o w d e r me t a l l u r g y ( P M) s u p e r a l l o y d e s i g n e d f o r t h e i f f t h g e n e r a t i o n nd a i f t f h — nd a - o n e — h a l f g e n e r a t i o n o f a i r c r a t f e n g i n e ( R u s s i a d i v i s i o n ) w e r e i n t r o d u c e d . T h e P M s u p e r a l l o y d i s c s a r e p r o d u c e d b y d i r e c t l y h o t i s o s t a t i c p r e s s i n g p o wd e r s a t o mi z e d b y p l a s ma r o t a t i n g e l e c r t o d e p r o c e s s ( P R E P ) . T h e me c h ni a c a l p r o p e r t i e s o f B B H s e r i e s P M s u p e r a l l o y s ,

FGH96粉末高温合金热变形及动态再结晶演化研究的开题报告

FGH96粉末高温合金热变形及动态再结晶演化研究的开题报告

FGH96粉末高温合金热变形及动态再结晶演化研究的开题报告一、研究背景及意义高温合金是指在高温、高压、强腐蚀等恶劣环境下工作的合金,具有高的抗氧化、抗腐蚀和高温强度,广泛应用于航空、航天、电力、石油化工等领域。

其中,FGH96粉末高温合金是一种以镍为主要成分的高温合金,具有良好的高温性能和耐蚀性能,是目前广泛应用于高温环境的材料之一。

高温合金在高温下,容易发生热变形和再结晶演化,这将影响其材料性能及使用寿命。

因此,对高温合金热变形和再结晶演化进行深入研究具有重要的意义。

通过对高温合金热变形和再结晶演化机制的研究,可以为高温环境下合金材料的设计及制备提供科学依据和理论指导,同时可以提高其材料性能及使用寿命,减少在高温环境下的失效,进一步推动高温合金材料的应用和发展。

二、研究内容及方法本研究旨在研究FGH96粉末高温合金在高温下的热变形和再结晶演化机制,包括以下研究内容:1. 高温合金热变形的力学行为研究。

通过压缩试验、拉伸试验等方法,研究高温合金在高温下的力学性能和变形机制。

2. 高温合金的动态再结晶演化研究。

通过热随动试验等方法,研究高温合金在高温下的动态再结晶演化机制,包括再结晶晶粒的形态、尺寸和分布规律等。

3. 高温合金的显微组织分析。

通过金相显微镜、透射电镜等方法,研究高温合金在高温下的显微组织演化规律和相变机制。

4. 高温合金热变形及再结晶演化的模拟和预测。

结合实验数据,利用有限元模拟等方法,预测高温合金在高温下的热变形和再结晶演化行为。

三、研究进展及展望目前,已经对FGH96粉末高温合金的基本组成、物理性质和机械性能进行了研究,并已初步探索了其在高温下的显微组织演化规律。

然而,对高温合金在高温下的热变形和动态再结晶演化机制的研究还较少。

未来,我们将在已有研究的基础上,继续深入探讨FGH96粉末高温合金的热变形和动态再结晶演化机制,同时结合有限元模拟等方式,对其在高温环境下的应用做出更好的预测和分析。

粉末高温合金的应用与发展

粉末高温合金的应用与发展

$,)& 目 ’$,&%" *+ ! $(-& 目 ’$)." *+ !
" $ /)" *# ! 氩气雾化采用了细粉 $.() 目 制造技术如快速凝固旋转气体雾化和超声 气体雾化等许多新技术 $细粉收得率提高 ! 应用细粉的目的主要是为了控制夹杂尺 寸$改善合金热工艺性能!
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>%+ 合金也是第二代粉末高温合金$由
法国国家宇航研究院’巴黎矿业学院试验室 和 ).?@A 公 司 研 制 的 $ 已 被 选 中 用 于
9:;!++32 材料为例 $从合金研制到盘件装
机试车 $ 全部研究项目在短短四年内就完 成了 ! 另外第二代粉末盘研制继承了早期 粉末盘研制的技术及人才力量 $ 为其快速 发展提供了条件 ! 据报道 $234!5567 材料 四年研制共投资 -)& 万美元! 俄罗斯粉末高温合金的研究与 发展 俄罗斯早在上世纪 %& 年代初期 $几乎 是在美国发展粉末高温合金材料和盘件制
粉末高温合金的应用与发展
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!汪武祥
何峰 邹金文 # 北京航空材料研究院

轮盘是航空发动机最重要的核心热 端部件之一 !随着高推比 #高功重比
表 .I 粉末高温合金在高性能发动机上的应用 合金牌号及特点 第一代 发动机 推重比 : 发动机 军用飞机
1>8B.( 公司新型的 .++ 先进燃气涡轮
发动机高压压气机的涡轮盘! 在晶粒度相同 的情况下 $>%+ 的蠕变强度高于 )>%""$裂 纹扩展速率则低于 )>%""! 通过改变加工工 艺和最终热处理$ 可以调整 >%+ 的拉伸性 能和蠕变性能而不影响它的损伤容限性能! 国外在对新合金发展的同时 $ 也对现 有的粉末冶金材料进行挖潜 ! 如对细晶的

双性能粉末高温合金涡轮盘的研究进展

双性能粉末高温合金涡轮盘的研究进展

第27卷 第4期2007年8月 航 空 材 料 学 报JOURNAL OF AERONAUTI CA L MATER I ALSVol 127,No 14 August 2007双性能粉末高温合金涡轮盘的研究进展胡本芙, 田高峰, 贾成厂, 刘国权(北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083)摘要:粉末高温合金由于在高温条件下表现出一系列优越的性能而成为制造高推重比航空发动机涡轮盘等热端部件的首选材料,特别是近年来对具有双晶粒组织的双性能涡轮盘不断深入的研究,使粉末高温合金应用前景更加乐观。

本文论述国内外双性能粉末高温合金涡轮盘的研究进展,重点分析在制备中面临的问题,并对国内研制双性能涡轮盘提出建议。

关键词:航空发动机;双性能涡轮盘;粉末高温合金;双重组织中图分类号:T F122 文献标识码:A 文章编号:100525053(2007)0420080205收稿日期622;修订日期223作者简介胡本芙(3—),男,教授,主要从事粉末高温合金的研究,(2)f @6。

涡轮盘是航空发动机热端的关键部件之一,通常在540~840℃工作,因而要求材料具有优良的力学性能和热加工性能,镍基粉末高温合金由于在高温下表现出一系列优异的性能,有效保证发动机的可靠性和耐久性,所以成为制造先进航空发动机高压涡轮盘等关键热端部件的首选材料[1,2]。

随着航空发动机推重比的提高,先进发动机涡轮前工作温度已高达1750℃左右,这需要合金材料具有较高的承温能力和性能稳定性。

航空发动机用涡轮盘,盘心部位(轮毂)工作温度低,但它相应的要受到涡轮轴的扭转作用,需要细晶组织以保证足够的拉伸强度和疲劳抗力;盘缘部位(轮缘)要承受的工作温度高(因为它接近高温气体通道),所以需要粗晶组织保证足够的持久、蠕变和抗疲劳裂纹扩展性能,这样就要求涡轮盘件的不同区域具有不同晶粒尺寸的显微组织,以获得相应的力学性能,双性能涡轮盘就是具有双晶粒组织(盘心细晶组织,盘缘粗晶组织)的新一代涡轮盘。

粉末高温合金材料的力学特性及其在涡轮盘上的应用研究

粉末高温合金材料的力学特性及其在涡轮盘上的应用研究
制作工艺:粉末高温合金材料的制作工艺包括粉末制备、压制、烧结等过程。 这些工艺过程对于材料的致密度、晶粒大小和分布有着重要影响。同时,考虑到 涡轮盘的结构特点,应采用先进的3D打印技术进行零件制备,确保零件的尺寸精 度和内部结构的复杂性。
应用实践
连接方式:在涡轮盘上应用粉末高温合金材料时,应采用适应高温环境的连 接方式,如激光熔化焊接、电子束焊接等高能束焊接方法,以确保连接部位的强 度和可靠性。
背景
背景
粉末高温合金材料是一种通过粉末冶金工艺制备的合金,具有优异的抗氧化、 抗蠕变和抗疲劳性能。自20世纪60年代粉末高温合金材料问世以来,一直是航空、 航天、能源等领域的重要候选材料。随着涡轮盘在航空、航天、能源等领域的应 用越来越广泛,对于粉末高温合金材料在涡轮盘上的应用研究也日益受到。
材料选择
镍基单晶合金是一种先进的材料,因其出色的高温强度、良好的抗氧化性和 抗腐蚀性,广泛应用于航空、航天和能源等领域。特别是在冷却涡轮叶片上的应 用,其力学特性发挥着至关重要的作用。本次演示将对镍基单晶合金的力学特性 进行深入探讨,并分析其在冷却涡轮叶片上的应用。
二、镍基单晶合金的力学特性
二、镍基单晶合金的力学特性
内容摘要
在石油和化工领域,粉末高温合金可用于制造高温炉具和反应器等关键设备, 提高设备的耐高温性能和抗腐蚀性能。
内容摘要
总之,粉末高温合金作为一种具有优异高温性能和抗氧化性能的合金材料, 在航空、航天、石油和化工等领域有着广泛的应用前景。随着科技的不断发展, 粉末高温合金的研究和应用也将不断深入和扩展,为我国的经济发展和科技进步 做出更加重要的贡献。
三、镍基单晶合金在冷却涡轮叶 片上的应用分析
三、镍基单晶合金在冷却涡轮叶片上的应用分析

粉末高温合金中原始粉末颗粒边界研究进展

粉末高温合金中原始粉末颗粒边界研究进展

 ̄ Co r r e s p o n d i n g a u t h o r , E - ma i l : j i z h e n @ma t e r . u s t b . e d u . c a
AB S T R AC T T h e p r i o r p a r t i c l e b o u n d a r y( P P B) i s o n e o f t h e c o mmo n d e f e c t s i n a p o wd e r me t a l l u r g y s u p e r a l l o y( P / M s u p e r a l l o y ) ,
冲击等各项力学性能 。本文着重介绍了 目前针对粉末高温合金 中原始粉末颗粒边界 的研究进展 ,重 点概述 了影响原始粉末颗 粒边 界的形成 因素及 消除措施 。
关键 词 分类号 粉 末 冶 金 ; 高温 合 金 ; 原始 粉 末 颗 粒 边 界 ;缺 陷 V2 5 0 . 1
Re s e a r c h p r o g r e s s o n t h e pr i o r pa r t i c l e bo u n d a r y o f a po wd e r me t a l l u r g y s u pe r a l l o y
第3 5卷 第 2期
2 0 1 7年 4月
粉末 冶金 技术
Po wde r Me t a l l ur gy Te c hn ol o g y
Vl 0 I . 3 5 . No . 2
Ap r i l 2 01 7
lቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 酵圆
粉末高温合金 中原始粉末颗粒边界研 究进展
a n d i t i s a l a y e r o f t i n y a n d c o n t i n u o u s s e c o n d p h a s e o me n t u m o n t h e o r i g i n a l p o wd e r s u r f a c e d ri u n g h e a t i n g p r o c e s s i n mi l l i n g a n d h o t i s o s t a t i c p r e s s i n g o r h o t e x t r u s i o n .T h i s l a y e r o f p r e c i p i t a t e s ma y h i n d e r t h e d i f u s i o n a n d c o n n e c t i o n b e t we e n p o wd e r p a r t i c l e s , r e s u l t i n g i n a we a k i n t e r f a c e , d a ma g i n g t h e a l l o y s t r u c t u r e , a n d e n d a n g e r i n g t h e t e n s i l e , i mp a c t , a n d o t h e r me c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f a P / M s u p e r a l l o y . Th e r e s e a r c h p r o g r e s s wa s ma i n l y i n t r o d u c e d o n t h e p r i o r p a r t i c l e b o u n d a r y o f a P / M s u p e r a l l o y i n t h i s p a p e r , a n d t h e f o r ma t i o n a n d e l i mi n a t i o n o f P P B we r e d i s c u s s e d . KEY W ORDS p o wd e r me t a l l u r g y ; s u p e r a l l o y s ; p r i o r p a r t i c l e b o u n d a r y ; d e f e c t s
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关 键 词 :粉 末高温合金 ;涡轮盘 ;制备T艺 ;双性能盘 中图分类号 : T F 1 2 5 ;T G1 3 2 . 3 2 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :1 6 7 4—3 9 6 2 ( 2 0 1 3 ) 0 l 一0 0 0 1—1 1
De v e l o p me n t i n Po wd e r Me t a l l ur g y Su pe r a l l o y
第3 2 卷
第 1 期
中 国 材 料 进 展
M ATERI ALS CHI NA
Vo 1 . 3 2 No . 1
2 0 1 3年 1月
J a n . 2 0 1 3
粉 末 高 温 合 金 研 究 进 展
张义文 ,刘建 涛
( 钢铁研究 总 院高 温材料研究 所 ,北京 1 0 0 0 8 1 )
l o y ,d i f f e r e n t p r o c e s s r o u t e s i n c l u d i n g p o wd e r a t o mi z a t i o n,p o w d e r c o n s o l i d a t i o n a n d d i s c f o r mi n g a r e c o mp a r e d,d e f e c t s a n d c o r r e s p o n d i n g c o n t r o l l i n g me t h o d s i n P M s u p e r a l l o y a r e a n a l y z e d .T h e d o me s t i c d e v e l o p me n t o f P M s u p e r a l l o y i s a l s o s u mma iz r e d .P M s u p e r a l l o y a p p l i e d f o r a e r o e n g i n e i s s u mma r i z e d . Ac c o r d i n g t o d e v e l o p i n g t r e n d o f P M s u p e r a l l o y,t h e k e y t e c h n o l o g i e s s u c h a s u l t r a in f e a n d c l e a n p o w d e r a t o mi z a t i o n,n e a r n e t s h a p e f o r mi n g b y HI P,d u a l mi e r o s t ue r t u r e h e a t
Z HANG Yi we n.L I U J i a n t a o
( Hi g h T e m p e r a t u r e Ma t e r i a l R e s e a r c h I n s t i t u t e ,C e n t r a l I r o n& S t e e l R e s e a r c h I n s t i t u t e , B e i j i n g 1 0 0 0 8 1 , C h i n a )
摘 要 :粉末高 温合 金是制造 高性能航空发 动机涡轮盘 等转动部件 的关键 材料 。针对 国外 粉末 高温合 金的研 究历史 和现状 ,
结 合粉末高温 合金的制备 l 丁 艺流程 ,重 点介绍 了美 国和俄罗斯粉 末高温合 金 的发 展现状 ,对 比分析 了不 同粉末 制备 l T 艺、粉 末 固结工艺 、盘件 成形丁艺 的特点 ,总结了粉末高 温合金 中存在 缺陷的原 因及控 制方法 。针对 我国粉末 高温合 金 的研 究历史 和现状 ,总结 了国内粉末高 温领域所取 得的进展 。对 国内外粉末 高温合金在 航空发 动机 上的应 用进行 了总结 。对超纯 净度细 粉制备 、直接热等 静压近终 成形 、双性 能粉末涡轮盘 制备工艺等 高性 能粉末 高温 合金的关 键技 术及发 展方 向进 行 了展 望。针 对 国内对粉末高温 合金的需求 现状 ,指 了国 内粉末 高温合金研制 和生产过程 叶 1 存 在的问题并 给出了相应 的解决思 路。
t r e a t m e n t ( D HMT )a r e p r o s p e c t e d i n d e v e l o p i n g h i g h — p e r f o r ma n c e P M s u p e r a l l o y .A c c o r d i n g t o c u r r e n t d e v e l o p m e n t c o n —
s u pe r a l l o y d e v e l o p me n t i n Am e ic r a a nd Rus s i a i s ma i nl y s u m ma r i z e d. Ac c o r di n g t o ma n u f a c t ur i ng p r o c e s s o f PM s u pe r a l —
Ab s t r ac t :P M s u p e r a l l o y i s k e y s t r u c t u r a l ma t e r b i n e d i s c o f h i g h t h r u s t — w e i g h t r a t i o a e r o e n g i n e .PM
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