發展前景環境

發布時間： 2021-08-13　　點擊次數： 1233次

1、含錸單晶葉片的研究

在單晶的成分設計中，要兼顧合金性能和工藝性能，由于單晶中不存在晶界，并應用在較為苛刻的環境下，所以引入了某些具有特殊作用的合金元素。隨著單晶合金的發展，合金的化學成分具有如下變化趨勢：引入Re元素，引入Ru、Ir等鉑族元素，增加難熔元素W、Mo、Re、Ta的含量；難熔元素的加入總量增加，C、B、Hf等元素從“*去除"轉為“*使用"；降低Cr含量從而允許加入更多其他的合金化元素而保持組織穩定。

含錸單晶葉片大幅提升了其耐溫能力及蠕變強度。以PW公司的PWA1484、RR的CMSX-4，GE公司的Rene′N5為代表的第二代單晶合金與第一代單晶合金相比，通過加入3%的錸元素、適當增大了鈷和鉬元素的含量，使其工作溫度提高了30℃，持久強度與抗氧化腐蝕能力達到很好的平衡。

含錸單晶葉片是未來航空發動機渦輪葉片的趨勢。單晶葉片由于其耐溫能力、蠕變強度、熱疲勞強度、抗氧化性能和抗腐蝕特性較定向凝固柱晶合金有了顯著提高，從而很快得到了航空燃氣渦輪發動機界的普遍認可，幾乎所有先進航空發動機都采用了單晶合金用作渦輪葉片 [6] 。

2、新型高溫合金的研究

市場分析新型高溫合金主要包括：粉末高溫合金、金屬間化合物、ODS合金和高溫金屬自潤材料等四種：

粉末高溫合金技術：FGH51粉末高溫合金是采用粉末冶金工藝制備的相沉淀強化型鎳基高溫合金。該合金γ相的體積分數為$,-左右，其形成元素的原子分數為50%左右。合金盤件的制造工藝路線是采用真空感應熔煉制取母合金，然后霧化制取預合金粉末，進而制成零件毛坯。與同類鑄、鍛高溫合金相比，它具有組織均勻、晶粒細小、屈服度高和疲勞性能好等優點，是當前650度工作條件下強度水平最高的一種高溫合金。該種高溫金主要用于高性能發動機的轉動部件，如渦輪盤和承力環件等 [7] 。

金屬間化合物用于制作各類先進運載工具動力推進系統的構件，減少自重、提高效能；

ODS合金具有優良的高溫蠕變性能、高溫抗氧化性能、抗碳、硫腐蝕性能，可用于制造發動機關鍵部件，也可用于火力發電系統、煤氣化爐、工業燃氣輪機和工業鍋爐、玻璃制造、汽車柴油發動機、核反應堆等；

高溫金屬基自潤滑材料主要用于生產高溫自潤滑軸承，主要用于替代含油軸承、鑲嵌式固體自潤滑軸承、雙金屬軸瓦及鑄硫鋼固體潤滑軸承（包括鑄鋼表面硫化處理軸承）在冶金設備上的應用，該高溫自潤滑軸承具有強度高、承載能力大、潤滑效果好、結構設計合理、噪音小、使用壽命長等優點 [6] 。

參考資料

1. 高溫合金性能、應用領域、發展趨勢、國內大匯總．中國腐蝕與防護網．2016-02-22[引用日期2016-11-23]
2. 杜隨更，汪志斌，呂超，等．高溫合金高速銑削表面形貌及組織研宄[J]．航空學報． 2011，32( 6) : 1156 － 1162．
3. GH4169高溫合金簡介及應用發展．中國鋼鐵新聞網．2013-11-28[引用日期2016-11-23]
4. 國外航空發動機單晶高溫合金發展應用觀察．中國航空報．2016-04-22[引用日期2016-11-23]
5. 郭建亭. 高溫合金在能源工業領域中的應用現狀與發展[J]. 金屬學報,2010,05:513-527.
6. 高溫合金未來發展趨勢．中為咨詢．2016-11-18[引用日期2016-11-23]
7. 高溫合金在渦輪發動機上的應用．中國有．2015-09-07[引用日期2016-11-23]

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