镍基粉末高温合金冶金工艺的研究与发展
高温合金材料的研究进展
高温合金材料的研究进展高温合金材料是指在高温环境下具有优异性能的金属材料，它们被广泛应用于航空、航天、能源等领域。
随着科学技术的快速发展，高温合金材料不断得到改良和升级，其性能有了显著提高。
本文将介绍高温合金材料的研究进展及其应用领域的最新成果。
一、高温合金材料的分类及特点高温合金材料主要分为镍基、钴基和铁基合金三类。
镍基合金的使用最为普遍，具有高温强度、耐蠕变和耐热腐蚀等特点，被广泛应用于航空、石化、电力等领域。
钴基合金具有高温强度和耐热腐蚀性能，是工作温度达到1100℃以上的超高温合金的首选材料。
铁基合金具有出色的高温强度和韧性，被广泛应用于发电、汽车发动机等领域。
二、高温合金材料的研究进展高温合金材料的研究分为两个方向：一是提高强度和耐用性，二是减轻材料的重量，同时保持性能不变或提升。
本节将介绍高温合金材料的研究进展。
1. 镍基合金的研究镍基合金是目前应用最为广泛的高温合金材料。
近年来，镍基合金的研究主要集中在提高其高温强度和抗氧化性能。
一些先进镍基合金已经实现了工作温度达到1200℃以上。
此外，材料的质量也得到了改良，比如采用更高纯度的材料制备、优化材料的成份和微观结构等方法。
2. 钴基合金的研究钴基合金是超高温合金的首选材料，因为它们可以在1100℃以上的高温环境下保持高强度和良好的韧性。
近年来，钴基合金的研究主要集中在改进其热稳定性和强度。
一些研究表明，添加Ti和Mo、纳米颗粒等元素或采用先进的材料制备技术可以明显提高钴基合金的稳定性和强度。
3. 铁基合金的研究铁基合金具有出色的高温强度和韧性，是发电、汽车发动机等领域的首选材料。
近年来，铁基合金的研究主要集中在提高其高温强度和减轻其重量。
研究表明，添加Mo、Cr等元素或采用先进的制备工艺可以明显提高铁基合金的强度和耐用性。
三、高温合金材料在航空航天、石化和能源领域的应用高温合金材料广泛应用于航空、航天、石化、电力等领域。
下面将着重介绍高温合金材料在航空、石化和能源领域的应用。
镍基高温合金的研究与工程应用
镍基高温合金的研究与工程应用随着机械制造和航空航天工业的不断发展，对于高温高压材料的需求也越来越大。
而镍基高温合金便成为了解决这一难题的重要材料之一。
镍基高温合金具有优异的高温抗氧化性能、高强度和耐磨性等特点，成为了高端制造领域的首选材料之一。
本文将探讨镍基高温合金的研究和工程应用。
一、镍基高温合金的分类和组成镍基高温合金按所含元素定性可分为镍基合金、高温合金、超高温合金和热成形合金四类。
在这四个类别中，镍基合金和高温合金是大量被应用的两个类别。
镍基合金主要由镍、铬和铁组成，常常加入一定比例的铝、钛和钨等元素，其中铬的含量在10%~30%之间。
高温合金除包含镍、铬、铁外，还含有铝、钛、钪、钼等元素，富铝高温合金还含有少量的硼、锰、锆等元素。
二、镍基高温合金的性能镍基高温合金具有很强的高温抗氧化性能，能够保持高温下的结构稳定性，在较长时间内不会发生软化、变形和腐蚀。
这一性能通过合金中添加铝、硅、钆等元素进行增强。
同时，镍基高温合金还具有高强度和耐磨性，能够在高速摩擦和高压环境下保持稳定性能，避免失效和生产事故的发生。
三、镍基高温合金的研究目前，针对镍基高温合金的研究主要集中在材料的制备、加工、表面处理和性能优化等方面。
对于材料制备方面，热状态下的粉末冶金、熔炼和快速凝固技术是当前的研究热点。
通过这些制备方法，能够获得颗粒更细、晶粒更细的材料。
对于材料加工方面，高温合金在制造过程中需进行多次热加工和热处理，以获得其高强度、高稳定性的特点。
表面处理方面，通常蒸镀、喷涂等方法常常用于增强镍基高温合金的抗腐蚀性能。
性能优化方面，深入研究各类添加元素对于合金力学性能的影响，以及不同工艺对于合金微观结构的影响均是当前研究的方向之一。
四、镍基高温合金的应用随着工业技术的不断提高，镍基高温合金的应用领域越来越广泛。
在航空航天、军事、电力、船舶制造等领域，镍基高温合金都有广泛的应用。
一方面，镍基高温合金能够长时间保持在高温高压环境下的稳定性能，在火箭发动机、航空发动机和汽车发动机等高温机件中得到应用。
镍基高温合金生产工艺及其在核反应堆中的应用分析
镍基高温合金生产工艺及其在核反应堆中的应用分析镍基高温合金是一类具有优异高温性能的合金材料，广泛应用于航空、航天、能源等领域。
本文将介绍镍基高温合金的生产工艺及其在核反应堆中的应用分析。
一、镍基高温合金的生产工艺镍基高温合金的生产工艺主要包括原料选取、合金设计、熔炼铸造、热加工和热处理等环节。
1. 原料选取：镍基高温合金的主要成分是镍、铬、钼、钽等合金元素，其中镍是基体元素，其他元素用于合金强化和抗腐蚀。
原料选取需要保证材料的纯度和均匀性，以提高合金的性能。
2. 合金设计：根据合金的使用要求，通过调整合金元素的配比和含量，设计出具有优异高温性能的合金配方。
合金设计需要兼顾强度、塑性、耐腐蚀等综合性能。
3. 熔炼铸造：将选取的原料按照一定比例放入高温电炉中进行熔炼。
在熔炼过程中，需控制合金中各元素的含量，以及铸态组织的形成，避免夹杂物的产生。
4. 热加工：熔炼得到的合金块需要经过热加工，如热压、热挤压、热轧等，以改变合金的形状和尺寸。
热加工可以提高材料的塑性和强度，同时也能改善材料的晶粒结构和机械性能。
5. 热处理：通过热处理可以调控合金的晶粒尺寸和组织结构，提高合金的抗氧化、抗蠕变和抗疲劳性能。
热处理包括固溶处理、时效处理等环节，需根据合金的具体成分和要求进行选择。
二、镍基高温合金在核反应堆中的应用分析镍基高温合金由于其优异的高温性能，被广泛应用于核反应堆中的核燃料元件、包壳、涡轮、管道等关键部件。
1. 核燃料元件：在核反应堆中，核燃料元件是承载核燃料的重要部件。
镍基高温合金具有良好的抗辐照性能、高温强度和耐腐蚀性能，可用于制造核燃料元件的包壳和结构支撑杆。
2. 反应堆包壳：核反应堆的反应堆包壳需要承受高温和高压的环境。
镍基高温合金具有优异的耐热性和耐腐蚀性，能够在高温和强酸环境中保持稳定的性能，因此可用于制造核反应堆的包壳。
3. 涡轮：核反应堆中的涡轮是转动设备，要求具有较高的强度和耐热性。
镍基高温合金具有出色的高温强度和耐蠕变性能，适合用于制造核反应堆的涡轮叶片。
镍合金材料制备工艺研究与优化
镍合金材料制备工艺研究与优化镍合金是一类具有优异性能的金属材料，被广泛应用于航空航天、化工、能源等领域。
为了进一步提高镍合金材料的性能和可靠性，制备工艺的研究与优化显得尤为重要。
本文将从镍合金材料的制备过程、常见工艺方法以及优化方面展开讨论。
一、镍合金材料的制备过程镍合金材料的制备过程主要包括合金熔炼、坯料制备、加工成形和热处理等环节。
1. 合金熔炼：镍合金的制备首先需要进行合金熔炼，将合适比例的镍基和其他合金元素进行熔融混合。
这个过程中需要控制合金成分的准确性和均匀性，确保合金的化学成分达到要求。
2. 坯料制备：熔炼得到的合金需要进一步加工为坯料，通常包括铸造、锻造、热轧等工艺。
这些工艺的选择将直接影响到合金的组织结构和性能。
3. 加工成形：将坯料加工成所需的形状，常见的加工方法有锻造、铸造、粉末冶金等。
在加工过程中需要严格控制温度、应变速率等参数，以保证合金的力学性能。
4. 热处理：热处理是镍合金材料制备过程中的重要环节，通过调控合金的组织结构和相变行为，可以显著改善材料的性能。
常见的热处理方法包括退火、固溶处理和时效处理等。
二、常见的镍合金制备工艺方法1. 真空熔炼法：真空熔炼是制备高纯度镍合金的常用方法之一。
该方法通过在真空条件下熔炼合金，能够有效去除气体和杂质，从而提高合金的纯度和均匀性。
2. 粉末冶金法：粉末冶金法是一种制备镍合金形状复杂零件的有效方法。
通过将金属粉末与其他添加剂混合、压制成型、烧结等步骤，可以制备出具有良好性能的镍合金制品。
3. 电化学制备法：电化学制备法是通过电化学反应在电解液中沉积金属离子，制备出镍合金材料。
该方法具有工艺简单、成本低廉等优点，适用于大面积镍合金薄膜的制备。
三、镍合金材料制备工艺的优化镍合金材料的制备工艺优化可以从以下几个方面进行考虑：1. 材料设计与优化：根据应用需求，合理选择镍合金的成分和比例。
通过调整合金配料，可以改变合金的力学性能、耐腐蚀性等特性。
镍基粉末高温合金冶金工艺的研究与发展
Ｆ ｇ Ｉｌ ｓ ｒ ｔｏ ｆｐ ｗ ｄ ｒ ｉ ．１ ｉｕ ： ａ ｉ ｎ ｏ ｏ ｅ ｐｏ ｕ ｎ ， ｅ ｓ ｒ ｄ ￣ｉｇ ｐ ｏ ｅ ｓ
旋 转 电 极 法 指 将 原 料 台 金 作 为 旋 转 自耗 电极 ， 用 固 定 的 钨 电 极 产 生 的 电 弧 或 用 等 离 子 电 弧 连 续 熔 化 电 极 ，旋 转 电 极 端 部 熔 化 的 金 属 液 滴 在 离 心 力 作 用 下 飞 出 ，形 成 细 小 的球 状 颗 粒 ，颗 粒 大 小 是 由 电功 率 参 数 ， 电极 直 径 ，电 极 转 速 等 参 数 决 定 的 一 般 电 极 直 径 为 ５ ～ ７ ｍｍ． 由 于 没 有 坩 埚 耐 火 材 料 的 污 染 ， 因 ０ ５ 而 粉 末 的 气 体 含 量 保 持 原 来 台 金 的 水 平 。与 ＡＡ 法 相
管
诞生 于 ６ ０年 代 末 ， 经 三 十 多 年 的 发 展 ， 末 冶 金 高 历 粉 温 合 金 工 艺 已 进 人 崭 新 的 发 展 阶 段 ， 成 为 当 前 高 性 能 、高 使 用 温 度 先 进 燃 气 发 动 机 涡 轮 材 料 制 造 最 成 熟 和 最 可靠 的 方 法 镍 基 粉 末 高 温 合 金 涡 轮 盘 已 广 泛 用 于 美 、俄 、英 等 国 各 种 先 进 航 空 发 动 机 的 研 制 和 生 产 中 ，在 粉 末 高 温 合 金 研 究 领 域 ，美 国 和 俄 罗 斯 居 于 世
国 为 民 ， 冯 涤 ，吴 剑 涛 ， 张 凤 戈 ． 张 莹 ， 张 义 文 （ 铁 研 究 总 院 ， 北 京 １ ０ ８ ） 钢 ０ ０ １
ＧＵＯ ｅ ｍｉ Ｗ ｉ ｎ，Ｆ ＥＮＧ ，Ｗ Ｕ ｉｎ ｔｏ，ＺＨＡＮＧ Ｆ ｎ ～ ｅ ＺＨＡＮＧ ｎ Ｄｉ Ｊａ ａ ｅｇｇ ． Ｙｉ ｇ，Ｚ ＨＡＮＧ ｎ Ｙｉｗｅ
镍基合金研究报告
镍基合金研究报告本文以镍基合金为研究对象，介绍了镍基合金的特点、制备方法、应用领域以及未来研究方向。
镍基合金具有高温强度、耐腐蚀性能好、热膨胀系数小等优点，在航空、航天、能源等领域有广泛应用。
未来的研究方向包括改善合金性能、提高制备效率、拓展应用领域等。
关键词：镍基合金、制备方法、应用领域、研究方向一、引言镍基合金是一类以镍为基础元素，添加其他合金元素制成的合金材料。
镍基合金具有高温强度、耐腐蚀性能好、热膨胀系数小等优点，在航空、航天、能源等领域有广泛应用。
本文将介绍镍基合金的特点、制备方法、应用领域以及未来研究方向。
二、镍基合金的特点1.高温强度镍基合金具有优异的高温强度，可在高温下保持较高的强度和韧性，长期使用不会发生塑性变形和断裂。
这种性质使镍基合金在高温下具有很好的应用前景。
2.耐腐蚀性能好镍基合金具有良好的耐腐蚀性能，可耐受强酸、强碱、盐水等腐蚀介质的侵蚀。
这种性质使镍基合金在化工、石油、海洋等领域有广泛应用。
3.热膨胀系数小镍基合金的热膨胀系数小，可在高温下保持较好的尺寸稳定性，不会因温度变化而导致形变和破坏。
三、镍基合金的制备方法1.真空熔炼法真空熔炼法是一种制备高品质镍基合金的方法，其制备过程中可实现高温、高真空度的环境，减少了氧、氮等杂质的污染，提高了合金的纯度和品质。
2.粉末冶金法粉末冶金法是一种制备镍基合金的常用方法，其制备过程中可控制合金成分和结构，提高了合金的稳定性和性能。
3.热等静压法热等静压法是一种通过高温、高压下实现合金粉末的烧结和成型的方法，可制备出高密度、高性能的镍基合金材料。
四、镍基合金的应用领域镍基合金在航空、航天、能源等领域有广泛应用，主要应用于以下方面：1.航空领域镍基合金可用于制造高温下的航空发动机叶片、涡轮盘、燃烧室等部件，具有较好的高温强度和耐腐蚀性能。
2.航天领域镍基合金可用于制造航天器的发动机、燃烧室、涡轮等部件，具有较好的高温强度和耐腐蚀性能。
K465镍基高温合金的研究共3篇
K465镍基高温合金的研究共3篇K465镍基高温合金的研究1K465镍基高温合金的研究随着工业化的发展，高温合金已经成为一种非常重要的材料。
高温合金具有高温下的稳定性和耐腐蚀性，在一些高温环境下有着广泛的应用。
K465镍基高温合金是一种应用广泛的高温合金。
K465镍基高温合金是一种有着优秀高温性能的金属材料。
它的主要成分是镍、铬和钼。
在高温下，K465合金具有良好的耐氧化性和耐腐蚀性。
这种合金在高温下还具有高的强度和良好的塑性。
K465合金是一种适用于航空、化工等领域的高性能材料。
K465镍基高温合金的研究是一项重要的课题。
近年来，K465合金的研究已经成为了材料科学领域的研究热点之一。
在国内外的研究者的共同努力下，K465高温合金已经取得了一系列的进展。
在K465镍基高温合金的研究中，研究者首先需要了解合金的组成和结构。
这项工作是研究的基础。
合金的组成和结构可以影响合金的性能和应用范围。
随着先进技术的不断发展，合金组成和结构的分析方法也得到了很大的提升。
现代的分析方法可以从微观和宏观两个方面对材料进行分析。
在K465镍基高温合金的研究中，还需要对合金的物理和化学性质进行研究。
材料的性质直接影响着材料的应用。
通过实验方法，可以对K465合金的物理和化学性质进行深入的了解，为合金的应用和改进提供科学依据。
在K465镍基高温合金的研究中，研究者也需要了解合金在高温环境下的行为。
高温下的合金的性能与室温下的合金不同，因此了解合金在高温环境下的行为对高温合金的应用和改进至关重要。
高温实验平台的建设和实验方法的研究也是这一领域的重要方向。
总的来说，K465镍基高温合金的研究是一项复杂而重要的课题。
在这一领域，需要有跨学科的研究和合作。
随着高温合金研究的不断深入，K465合金的应用范围也将会不断扩大，为科技的进步和工业的发展做出越来越大的贡献综上所述，K465镍基高温合金的研究需要综合运用现代分析方法，深入了解其组成、结构、物理和化学性质以及在高温环境下的行为，从而开发出更优质的合金材料，促进科技和工业的发展。
镍基高温合金材料的研究进展
镍基高温合金材料的研究进展一、本文概述镍基高温合金材料作为一种重要的金属材料，以其出色的高温性能、良好的抗氧化性和优异的力学性能，在航空航天、能源、化工等领域具有广泛的应用。
随着科技的快速发展，对镍基高温合金材料的性能要求日益提高，其研究进展也备受关注。
本文旨在全面综述镍基高温合金材料的最新研究进展，包括其成分设计、制备工艺、组织结构、性能优化以及应用领域等方面，以期为未来镍基高温合金材料的进一步发展提供理论支持和指导。
本文首先介绍了镍基高温合金材料的基本概念和特性，概述了其在不同领域的应用现状。
随后，重点分析了镍基高温合金材料的成分设计原理，包括合金元素的选取与配比，以及如何通过成分调控优化材料的性能。
在制备工艺方面，本文介绍了近年来出现的新型制备技术，如粉末冶金、定向凝固、热等静压等，并探讨了这些技术对材料性能的影响。
本文还深入探讨了镍基高温合金材料的组织结构特点，包括相组成、晶粒大小、位错结构等，并分析了这些结构因素对材料性能的影响机制。
在性能优化方面，本文总结了通过热处理、表面处理、复合强化等手段提高镍基高温合金材料性能的研究进展。
本文展望了镍基高温合金材料在未来的发展趋势和应用前景，特别是在新一代航空航天发动机、核能发电、高温传感器等领域的应用潜力。
通过本文的综述，旨在为相关领域的研究人员和企业提供有益的参考和借鉴，推动镍基高温合金材料的进一步发展和应用。
二、镍基高温合金的基础知识镍基高温合金，也称为镍基超合金，是一种在高温环境下具有优异性能的特殊金属材料。
它们主要由镍元素组成，并添加了各种合金元素，如铬、铝、钛、钽、钨、钼等，以优化其热稳定性、强度、抗氧化性、抗蠕变性和耐腐蚀性。
镍基高温合金的这些特性使其在航空航天、能源、石油化工等领域具有广泛的应用。
镍基高温合金之所以能够在高温环境下保持优异的性能，主要得益于其微观结构的特殊性质。
这些合金在固溶处理和时效处理后，会形成一系列复杂的金属间化合物，如γ'、γ''和γ'″等，这些化合物在基体中弥散分布，起到了强化基体的作用。
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图 1 制粉工艺原理简图 ( a) PREP; ( b ) A A Fig. 1 Ill ust ration of pow der p roducing process
旋转电极法指将原料合金作为旋转自耗电极 , 用 固定的钨电极产生的电弧或用等离子电弧连续熔化 电极 , 旋转电极端部熔化的金属液滴在离心力作用下 飞出 , 形成细小的球状颗粒 , 颗粒大小是由电功率参 数 , 电极直径 , 电极转速等参数决定的。 一般电极直 径为 50～ 75mm, 由于没有坩埚耐火材料的污染 , 因 而粉末的气体含量保持原来合金的水平。 与 AA法相 比 , 粉末粒度好 , 圆整 , 无空心粉和串状粉 , 但粒度 分布比较窄 ,细颗粒组分低 (如图 2所示 ) ,同时 P REP 法设备也比氩气雾化复杂。旋转电极法中尤以等离子 旋转电极法 ( P REP法 ) 最具有优点 , 目前俄罗斯的 镍基高温合金粉末制备主要采用这种工艺。 我国也是
镍 基粉末 高温合金 冶金工 艺的研究 与发展
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在先采用氩气雾化制粉工艺的情况下 , 转而把旋转电 极制粉工艺做为高温合金粉末生产的主要方法。对于 氩雾化粉末来说 , 其发展方向就是向无陶瓷和粉末细
化方向发展 , 而对于等离子旋转电极制粉工艺来说 , 就是通过提高电极转速或电极棒直径来提高细粉收 得率。
原始粉末
4
5
2
1
2
14
筛分后
4
<4
1
0
0
<9
静电分离 < 1
<1
0
0
0
<2
冶金高温合金工艺诞生三十多年来 , 粉末处理工艺一 直没有捷径可走 , 传统的去除陶瓷夹杂 , 降低气体含 量始终是粉末处理工艺研究和发展的目标和动力源 泉。
图 3 直接 HIP FG H95合金真空预脱气处理工艺前、 后的残留气体孔洞 ( a) 处理前 ; ( b ) 处理后 Fi g. 3 Residual gas cavi t y of HIP FG H95 al loy bef ore ( a) and af ter ( b) degasi ng i n vacu um
合 , 所以该工艺对于含氧量高 , P PB (原始粉末颗粒 边界 ) 形成倾向较大的氩雾化粉末显得更为重要。 在 美国 , 粉末高温合金涡轮盘的成型工艺主要是挤压+ 等温锻造。 我国在参考分析了美、 俄等国压实成型工 艺的基础上 , 结合我国无大型挤压机和等温锻造机的 情况 , 将粉末涡轮盘的压实成型工艺定位在热等静压 + 包套锻造工艺上 [4 ] , 工艺流程如图 4示。 十几年的研究实践表明 , 虽然该工艺在盘件变形
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材料工程 /2002年 3期
镍基粉末高温合金冶金工艺的研究与发展
Research and Dev elo pment of P /M Superalloy M etallurgic Techniques
国为民 , 冯 涤 , 吴剑涛 , 张凤戈 , 张 莹 , 张义文 (钢铁研究总院 , 北京 100081) GUO Wei -mi n, FENG Di, W U Ji an-tao, ZHAN G Feng-g e, ZHAN G Ying, ZHAN G Yi-w en
粉末高温合金与传统的铸锻高温合金相比 , 具有 组织均匀 , 无宏观偏析 , 以及屈服强度高、 疲劳性能 好等优点 , 用其制造涡轮盘等关键部件可以满足先进 高推比发动机的要求。 世界上粉末冶金高温合金工艺 诞生于 60年代末 , 历经三十多年的发展 , 粉末冶金高 温合金工艺已进入崭新的发展阶段 , 成为当前高性 能、 高使用温度先进燃气发动机涡轮材料制造最成熟 和最可靠的方法。 镍基粉末高温合金涡轮盘已广泛用 于美、 俄、 英等国各种先进航空发动机的研制和生产 中 , 在粉末高温合金研究领域 , 美国和俄罗斯居于世 界领先地位 [1 ]。 目前粉末冶金高温合金的工艺流程大致如下: 预 合金粉末的制造→压实 (热压、 热等静压、 挤压等 ) → 热加工变形 (模锻、 轧制、 等温锻等 ) →机加工→无 损检测→热处理。
2 成型工艺
2. 1 粉末高温合金的压实成型工艺
对于镍基高温合金 , 目前常用的压实成型工艺有 热等静压 ( HIP) , 热挤压 ( EX) , 包套锻造 ( F)、 等 温锻造 ( HIF) 和超塑性锻造等。
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材料工程 /2002年 3期
粉末高温合金的直接热等静压成型工艺是俄罗 斯的主导成型工艺 , 经过二十多年的发展 , 已日趋成 熟和完善。 目前其主要发展方向是利用热等静压技术 的特点开发复合组件等新产品。 挤压对于粉末高ห้องสมุดไป่ตู้合 金是一种较好的压实工艺 , 也是粉末高温合金压实成 型使用最多的一种工艺。挤压后的坯料可以继续进行 锻造或轧制。 由于在剪切时产生一个剪切效应 , 颗粒 的切变破碎了原来的颗粒边界 , 增强了颗粒间的结
126
113
93. 5
σb
162
150
143
δ
10
20
25
拉伸 650℃σ0. 2
117
110
90. 5
性能
σb
145
14
134
Kg /m m2
δ
8
18
22
750℃σ0. 2
107
105
94
σb
116
128
114
δ
14
16
持久强度
f650℃ ≥ 50h f650℃ ≥ 100h f6 50℃ = 100h
1 制粉及粉末处理工艺
1. 1 制粉工艺 制粉工艺的目的 , 是要获得气体含量低 , 有一定 颗粒大小 ( - 60 ～ + 300目 ) 和形态好 (最好是球 状 ) 的预合金粉末 , 这也是决定粉末高温合金质量的 关键。 一般来说 , 高温合金的制粉工艺有惰性气体雾 化法 ( AA法 ) , 旋转电极法 ( REP法 ) 和溶入气体雾 化法等三种 [2 ] , 其中 A A 法和 P REP法应用广泛 , 制 粉工艺的原理如图 1所示。
镍 基粉末 高温合金 冶金工 艺的研究 与发展
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体的合金 , 固溶处理后淬火介质不同 (油淬 , 盐淬 , 风 冷空冷等 ) 同时 , 时效制度不同 (一次时效、 二次时 效等 )。 俄罗斯粉末高温合金的固溶处理温度比英美
( Cent ral Iron and Steel Insti tut e, Beiji ng 100081, Chi na)
摘要: 叙述和分析了镍基粉末高温合金冶金工艺三十多年来在制粉及粉末处 理工艺、 成型工艺、 热处理工艺等方面的 研究成果和存在的问题 , 总结了粉末高温合金冶金工艺今后的主要发展方向。 关键词: 高温合金 ; 粉末冶金工艺 ; 研究和发展 中图分类号: T F124 文献标识码: A 文章编号: 1001-4381 ( 2002) 03-0044-05
图 4 FG H95粉末涡轮盘成型工艺示意图 Fi g. 4 Illus t ration of FG H95 dis cs f orming process
的均匀性及控制原有夹杂形状改变等方面仍有待于 提高和完善 , 但该工艺对于提高直接热等静压件的疲 劳强度和拉伸屈服强度等具有重要作用 , 通过该工艺 能够获得满足性能要求的粉末高温合金制件。 2. 2 不同压实成型工艺的对比研究 对比研究了 HIP、 HIP+ HIF (热等静压+ 等温 锻 ) , EX (挤压 ) 三种不同成型工艺 FG H95合金的性 能 , 结果表明 [5 ] , 热挤压合金的拉伸强度塑性和持久 性能都明显优于另外两种成型工艺合金。 而 HIP+ HIF成型工艺合金的强度和塑性也比直接 HIP合金 有所提高 , 但持久强度几乎无变化。 实际上 , 研究实 践也表明 , 直接 HIP合金的持久性能稳定 , 但直接 HIP成型工艺对粉末的质 量 (无空心粉 , 气体含量 低 ) 等要求较高。 对于我们来说 , 在今后几年的粉末 冶金高温合金工艺的研究中 , 必须把直接 HIP压实成 型工艺作为重点研究方向。
1029. 7M Pa
980. 7M Pa
9 70. 9MPa
f700℃ = 10150h f750℃ = 100h f7 50℃ = 100h
686. 5M Pa
686. 5M Pa
6 86. 5MPa
镍基粉末高温合金的组织结构 , 主要是由面心立
方结构的奥氏体 (基体 ) , γ′(主要强化相 ) 和碳化物 ( M C, M6 C, M23 C6 , M7 C3 ) 所组成 , 在热处理过程中 也可能出现 T CP相 (σ、 M 和 lav es相等 ) , 图 5是 F GH95粉末 ( PREP粉 ) 涡轮盘的组织结构。 随着合 金的发展 , γ′相形成元素 ( Al+ Ti) 的含量也越来越 高 , γ′相的数量最高增加到 65% , 合金强度不断提高。 但随着损伤容限设计要求的提出 , Rene88DT 等合金 的 γ′相含量有所下降 ( 45% ) , 强度降低 , 但持久抗断 裂韧性等性能明显提高。 表 2是美、 俄等几种粉末高 温合金性能的比较。
Abstract: Research achiev ement on pow der producing , pow der t rea ting , f orming process. hea tt rea tm ent of Ni-base superalloy is present ed and analy zed, a nd problems i s also discussed. The major tendency of P /M superallo y m etallurgic technics i s i ndica ted. Key words: superallo y; P / M metallurgic techniques; research a nd development