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國外高溫合金的發展

2022/3/15 17:06:18??????點擊:

國外高溫合金的發展

國外高溫合金的發展

高溫合金的發展與航空發動機的進步密切相關。1929年,英美的Merica、Bedford Pilling 等人將少量的TiAl 加入到 80Ni—20Cr 電工合金,使該合金具有顯著的蠕變強化作用,但這并未引起人們的注意。1937 年,德國 Hans von ohain 渦輪噴氣發動機Heinkel 問世,1939年英國也研制出Whittle 渦輪噴氣發動機。然而,噴氣發動機熱端部件特別是渦輪葉片對材料的耐高溫性和應力承受能力具有很高要求。1939年英國 Mond 鎳公司(后稱國際鎳公司)首先研制成一種低C 且含Ti的鎳基合金 Nimonic75,準備用作Whittle發動機渦輪葉片,但不久,性能更優越的Nimonic80合金問世,該合金含鋁和鈦,蠕變性能至少比 Nimonic75 50℃。1942年,Nimonic80.成功地被用作渦輪噴氣發動機的葉片材料,成為最早的 Ni;Al,Ti)強化的渦輪葉片材料。此后,該公司在合金中加入硼、鋯、鈷、鉬等合金元素,相繼開發了Nimonic80A、Nimonic90……等合金,形成Nimonic 合金系列。

 

美國的 Halliwel1 1932年開發了含鋁、鈦的彌散強化型鎳基合金K42B,該合金在 40年代初被用以制造活塞式航空發動機的增壓渦輪。美國開始發展航空燃氣渦輪是在1941 年以后。Hastelloy B鎳基合金1942年用于GE 公司的Bellp-59噴氣發動機及其后的I-40 噴氣發動機,1944 年西屋公司的 Yan Kee19A發動機則采用了鉆基合金 HS 23精密鑄造葉片。美國對精密鑄造葉片情有獨鐘,主要是由干其生產效率高干鍛造葉片。

1950年美國出兵朝鮮,由于鈷的資源短缺,鎳基合金得到發展并被廣泛用作渦輪葉片。在這一時期,美國的 PW公司、GE公司和特殊金屬公司分別開發出了Waspalloy、M-252Udmit500 等合金,并在這些合金發展基礎上,形成了Inconel、Mar-M、Udmit等牌號系列。

在高溫合金發展過程中,工藝對合金的發展起著極大的推進作用。20世紀 40年代到50年代中期,主要是通過合金成分的調整來提高合金的性能。20世紀 50年代真空熔煉技術的出現,合金中有害雜質和氣體的去除,特別是合金成分的精確控制,使高溫合金前進了一大步,出現了一大批如 Mar-M 200、In 100B 1900 等高性能的鑄造高溫合金。進入20 世紀 60 年代之后,定向凝固、單晶合金、粉末冶金、機械合金化、陶瓷過濾等溫鍛造等新型工藝的研究開發蓬勃發展,成為高溫合金發展的主要推動力,其中定向凝固工藝所起的作用尤為重要,采用定向凝固工藝制出的單晶合金,其使用溫度接近合金熔點的90%,至今,各國先進航空發動機無不采用單晶高溫合金渦輪葉片.

 

 

 

 

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