日韩av在线高清免费毛片日韩欧美一级成人|女人18以后毛片|国产18女人毛多水多毛片|乱系列人妻视频|中文字幕久久熟女人妻av|91麻豆人妻|校花被我玩弄|父女乱荡|高潮videossex潮喷另类|日本在线观看人妻,黑人侵犯日本人妻,色哟哟视频线在线播放欧美,亚洲欧美国产国产一区第二页

【原創(chuàng)】粉末高溫合金的制備工藝及發(fā)展現(xiàn)狀


來源:中國粉體網(wǎng)   星耀

[導(dǎo)讀]  粉末高溫合金是20世紀(jì)60年代出現(xiàn)的新型高溫合金,,以金屬粉末為原材料,經(jīng)過后續(xù)熱加工處理,,得到具有較高抗拉強(qiáng)度和良好的抗疲勞性能的合金[1]。本文首先明確了高溫合金的概念,、分類等,,之后介紹了粉末高溫合金的目前國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,最后著重介紹了目前常見的粉末高溫合金的制備技術(shù),。

中國粉體網(wǎng)訊  


【摘要】粉末高溫合金是20世紀(jì)60年代出現(xiàn)的新型高溫合金,,以金屬粉末為原材料,經(jīng)過后續(xù)熱加工處理,,得到具有較高抗拉強(qiáng)度和良好的抗疲勞性能的合金[1],。本文首先明確了高溫合金的概念、分類等,,之后介紹了粉末高溫合金的目前國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,,最后著重介紹了目前常見的粉末高溫合金的制備技術(shù)。


【關(guān)鍵詞】粉末高溫合金,;高溫合金,;氣霧化法制粉; PREP法,;熱處理,。


1前言


渦輪盤被譽(yù)為“航空發(fā)動(dòng)機(jī)的心臟部件”,主要采用高溫合金制造,。高溫合金可以在高溫的工況下承受復(fù)雜的機(jī)械應(yīng)力,,且可在嚴(yán)苛的工作環(huán)境下仍具備耐蝕、耐磨,、抗蠕變性和抗疲勞等優(yōu)良性能,。因此,高溫合金成為航空航天領(lǐng)域的關(guān)鍵材料,。


高溫合金是指以鎳,、鐵和鈷為基體,能在600℃以上的高溫及一定應(yīng)力作用下長期工作,,能承受較大復(fù)雜應(yīng)力,、并具有表面穩(wěn)定性的一類金屬材料。根據(jù)材料成形方法,高溫合金可以分類為鑄造高溫合金,、變形高溫合金和新型高溫合金[2],。粉末高溫合金作為新型高溫合金的一種,較傳統(tǒng)的鑄造變形高溫合金,,具備成分均勻,、晶粒細(xì)小、屈服強(qiáng)度高,、抗疲勞性強(qiáng)等優(yōu)勢,,成為業(yè)內(nèi)公認(rèn)的新型高溫合金首選材料[7]


2粉末高溫合金概念


粉末高溫合金(Powder Metallurgy Superalloy)是指采用粉末冶金工藝生產(chǎn)的高合金化程度的高溫合金材料[8],。通常是以鎳為基體,,添加有Co、Cr,、W,、Mo、Al,、Ti,、Nb、Ta等多種合金元素的一類具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度,、抗疲勞和抗熱腐蝕等綜合性能的合金,,是航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪軸、渦輪盤擋板,、渦輪盤等關(guān)鍵熱端部件的首選材料[9],。


3粉末高溫合金發(fā)展現(xiàn)狀


目前世界上只有美國、俄羅斯,、英國,、法國、中國等少數(shù)國家具備粉末高溫合金研發(fā),、生產(chǎn)能力,,其中美國和俄羅斯是粉末高溫合金研制和工程化應(yīng)用最成功的國家,所生產(chǎn)的粉末高溫合金制品被用于多個(gè)型號(hào)的航空發(fā)動(dòng)機(jī),。[8]


在粉末高溫合金領(lǐng)域,,歐美等國已經(jīng)研制出了第四代粉末高溫合金。第一代為650℃高強(qiáng)型粉末高溫合金,,如René95,、IN100等;第二代為750℃損傷容限型粉末高溫合金,,如René88DT,、N18等,;第三代為高強(qiáng)損傷容限型粉末高溫合金,如René104/ME3,、Alloy10,、LSHR和RR1000等;第四代粉末高溫合金是在第三代的基礎(chǔ)上,,通過成分調(diào)整和工藝優(yōu)化來獲得更高的工作溫度,,使其具有高強(qiáng)度、高損傷容限和高工作溫度的特點(diǎn),。[6]


俄羅斯幾乎和美國同時(shí)開展粉末高溫合金的研究,,與美國相比,俄羅斯粉末高溫合金牌號(hào)較少,,目前廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造的只有ЭΠ741HΠ,,該合金具有優(yōu)異的綜合高溫性能,使用溫度為650~750℃,。2004年后俄羅斯新研制了BBП系列粉末高溫合金,與ЭΠ741HΠ合金相比,,BBП系列合金的室溫強(qiáng)度,、持久強(qiáng)度、低周疲勞性能更高,,目前尚未獲得規(guī)�,;瘧�(yīng)用[8]


中國粉末高溫合金的研究起步相對(duì)較晚,,開始于20世紀(jì)70年代后期,。目前,我國已成功研制出第一代高強(qiáng)型和第二代損傷容限型粉末高溫合金,,正在研制高強(qiáng)損傷容限型第三代粉末高溫合金,,并對(duì)高工作溫度、高強(qiáng)度和高損傷容限的新型第四代粉末高溫合金開展了補(bǔ)充探索研究,。[1,,2,6]


4粉末高溫合金制備技術(shù)


粉末高溫合金的制備主要涉及到粉末的制備,、粉末熱固結(jié)成形,、熱處理等工藝過程,如圖1所示,。主要采用的加工路線有3種:①制粉+熱固結(jié)成型+熱處理,;②制粉+熱固結(jié)成型+熱鍛造+熱處理;③制粉+熱固結(jié)成型+熱擠壓+熱鍛造+熱處理,。[9]

 

圖1 粉末高溫合金三條主要制備路線圖


4.1粉末制備


粉末制備是粉末高溫合金生產(chǎn)過程中非常重要的環(huán)節(jié),。目前高溫合金粉末制備主要有Ar氣霧化法制粉(AA粉)和等離子旋轉(zhuǎn)電極法制粉(PREP粉)2種方法。


(1)氣霧化法制粉[6]


氣霧化制粉屬于物理外混合式二流破碎制粉方法,具有時(shí)間短,、溫度梯度高,、合金狀態(tài)變化復(fù)雜的特點(diǎn),是一種復(fù)雜的物理冶金過程,。真空感應(yīng)熔煉氣霧化(VIGA)制粉設(shè)備示意圖如圖2所示,,主要分為真空系統(tǒng)、感應(yīng)熔煉系統(tǒng),、氣源,、霧化系統(tǒng)以及粉末收集系統(tǒng),相應(yīng)的制粉過程分為熔煉,、霧化,、液滴凝固與粉末收集4個(gè)過程。


 

圖2 真空感應(yīng)熔煉氣霧化制粉設(shè)備示意圖


Ar氣霧化制粉的優(yōu)勢在于可以制備比較細(xì)小的球形高溫合金粉末,,通過篩分去除較大的夾雜顆粒,,從而降低夾雜的有害影響。未來高溫合金Ar氣霧化制粉技術(shù)將繼續(xù)朝著高純,、細(xì)化,、窄粒度、少夾雜,、高球形度以及高效率和低成本的方向發(fā)展,。


(2)等離子旋轉(zhuǎn)電極法制粉[7]


等離子旋轉(zhuǎn)電極法(PREP)是通過等離子弧熔化高速旋轉(zhuǎn)的母合金棒料端部,在離心力作用下合金液滴飛射,,并在惰性氣體介質(zhì)中以約104℃/s的速度,,靠表面張力的作用凝固成球形的顆粒。PREP制粉工藝如圖3所示,。粉末具備球形度好,、表面光亮、潔凈,,物理工藝性能好的特性,。

 

圖3 PREP工藝制粉示意圖


歐美等先進(jìn)工業(yè)發(fā)達(dá)國家采用Ar氣霧化法制備航空發(fā)動(dòng)機(jī)用粉末高溫合金,AA粉粒度較細(xì),,制坯后組織均勻性好,,夾雜物尺寸小。俄羅斯粉采用等離子旋轉(zhuǎn)電極霧化制備航空發(fā)動(dòng)機(jī)用粉末高溫合金[6],,PREP粉末粒度較大,、分布范圍較窄,由于制備過程不使用坩堝,,因此粉末潔凈度較高,,非金屬夾雜數(shù)量較少,,氧含量較低,并且粉末球形度高,,流動(dòng)性好,。在我國兩種工藝都得到實(shí)際應(yīng)用。[8]


4.2高溫合金粉末固結(jié)成型工藝


由于高溫合金中往往含有Cr,、Ti,、Al等難燒結(jié)元素,高溫合金燒結(jié)通常要在高溫高壓環(huán)境中真空封裝后才能進(jìn)行,。目前采用的高溫合金粉末固結(jié)工藝有:真空熱壓成形,、熱等靜壓成形、熱擠壓,、等溫鍛造等,。其中,熱等靜壓和熱擠壓工藝使用最為廣泛,。[9]


(1)熱等靜壓技術(shù)


熱等靜壓處理的基本原理是以氣體或液體作為壓力介質(zhì),,使材料在加熱過程中經(jīng)受各向均衡的壓力,借助于高溫與高壓的共同作用促進(jìn)材料致密化和元素?cái)U(kuò)散[4],。熱等靜壓過程使內(nèi)部的孔隙和微裂紋等缺陷閉合,,起到提高鑄件整體力學(xué)性能的目的[10]


 

圖4 熱等靜壓成型工藝


(2)熱擠壓技術(shù)[12]


熱擠壓是指將坯料加熱至再結(jié)晶溫度以上,,使其在強(qiáng)烈的擠壓力作用下,,從擠壓�,?谥辛鞒龌蛄魅爰�(xì)小的模腔中,,最終獲得所需加工件的壓力加工方法。通常熱擠壓的工藝為:首先將坯料加熱到需要的溫度,,若坯料表面有氧化皮產(chǎn)生,,則應(yīng)立即將其去除,之后立即將坯料裝填入型腔內(nèi)進(jìn)行擠壓,,經(jīng)過單道次擠壓即可得到所需工件,。其工藝流程如圖5所示。


 

圖5 熱擠壓工藝流程圖


相對(duì)于其他壓力加工方法,,用熱擠壓方法加工的擠壓件,,機(jī)械加工余量很小,表面精度較高,。熱擠壓工藝加工的零件具有明顯強(qiáng)于其他加工工藝的機(jī)械性能,。但熱擠壓的工作環(huán)境以及變形方式也有自身的局限性,主要表現(xiàn)在擠壓件表面氧化嚴(yán)重,,質(zhì)量差,;生產(chǎn)條件惡劣,,對(duì)模具要求苛刻,模具使用壽命較低,。


4.3熱處理工藝[11]


高溫合金熱處理工藝是指高溫合金材料在固態(tài)下,,通過加熱、保溫和冷卻的方式,,以獲得預(yù)期組織和性能的一種金屬熱加工工藝,,是改變合金顯微組織、挖掘合金潛力,、改善其綜合性能的關(guān)鍵手段之一,。近年來研究較為深入的熱處理工藝主要是固溶處理和時(shí)效處理。


固溶處理是指在高于高溫合金組織內(nèi)析出相的全溶溫度,,使合金中各種分布不均勻的析出相充分溶解至基體相中,,從而實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化固溶體并提高韌性及抗蝕性能,消除殘余應(yīng)力的作用,,以便繼續(xù)加工成型,,并為后續(xù)時(shí)效處理析出均勻分布的強(qiáng)化相做準(zhǔn)備。


時(shí)效熱處理是指在強(qiáng)化相析出的溫度區(qū)間內(nèi)加熱并保溫一定時(shí)間,,使高溫合金的強(qiáng)化相均勻地沉淀析出,,碳化物等均勻分布,從而實(shí)現(xiàn)硬化合金和提高其強(qiáng)度的作用,。


5結(jié)論


粉末高溫合金優(yōu)良的綜合性能決定了其在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的主動(dòng)力裝置,、飛機(jī)輔助動(dòng)力裝置(APU)、增材制造高性能技術(shù)構(gòu)件上均有一定的應(yīng)用[6],。我國在粉末高溫合金領(lǐng)域取得了很大的進(jìn)步,,部分粉末高溫合金制件已獲得應(yīng)用,但是與美歐,、俄羅斯等航空強(qiáng)國相比,,差距仍然巨大。隨著我國航空航天技術(shù)的飛速發(fā)展,,國內(nèi)的粉末高溫合金將迎來一個(gè)大發(fā)展的時(shí)代,。


參考文獻(xiàn):

[1]胡連喜,馮小云.粉末冶金高溫合金研究及發(fā)展現(xiàn)狀[J].粉末冶金工業(yè).2018,28(4):1-3.

[2]劉武猛,,郭純,,吳隨松.高溫合金焊接研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].金屬加工.2022,(1):1-2.

[3]江河,,董建新,,張麥倉,等.800℃以上服役渦輪盤用難變形鎳基高溫合金研究進(jìn)展[J].航空制造技術(shù),,2021,64(1/2):62–73.

[4]袁戰(zhàn)偉,,常逢春,,馬瑞,等.增材制造鎳基高溫合金研究進(jìn)展[J].材料導(dǎo)報(bào),,2022,36(3):2.

[5]任帥,,張華,于子超,,等.?dāng)D壓態(tài)新型鎳基粉末高溫合金的熱變形行為[D].中國有色金屬學(xué)報(bào).2021,,

[6]張國慶,張義文,,鄭亮,,等.航空發(fā)動(dòng)機(jī)用粉末高溫合金及制備技術(shù)研究進(jìn)展[J].金屬學(xué)報(bào),2019,55(9).

[7]張瑩.鎳基粉末高溫合金中碳,、氧化物的遺傳演變及對(duì)組織性能的影響[J].航空制造技術(shù),2021,64(23/24):80–86,93.

[8]徐鳴,,侯瓊,李昌,,等.FGH4097鎳基粉末高溫合金的制備工藝與顯微組織[J].粉末冶金工業(yè),,2020,30(6).

[9]黃伯云,韋偉峰,,李松林,,等.現(xiàn)代粉末冶金材料與技術(shù)進(jìn)展[N].中國有色金屬學(xué)報(bào),2019,29(9):7-8.

[10]薛松海,,謝嘉琪,,劉時(shí)兵,等.鈦合金粉末冶金熱等靜壓技術(shù)及發(fā)展現(xiàn)狀[J].粉末冶金工業(yè),,2021,31(5):2.

[11]田甜.噴射成形制備新型第三代粉末高溫合金的組織和性能[D].北京:北京科技大學(xué),,2020:30-35.

[12]祝恩鑫.IN690高溫合金熱擠壓工藝及組織演變規(guī)律研究[D].沈陽:沈陽理工大學(xué),2015:14.

(中國粉體網(wǎng)編輯整理/星耀)

注:圖片非商業(yè)用途,,存在侵權(quán)請(qǐng)告知?jiǎng)h除,!

推薦24

作者:星耀

總閱讀量:10499046

相關(guān)新聞:
網(wǎng)友評(píng)論:
0條評(píng)論/0人參與 網(wǎng)友評(píng)論

版權(quán)與免責(zé)聲明:

① 凡本網(wǎng)注明"來源:中國粉體網(wǎng)"的所有作品,,版權(quán)均屬于中國粉體網(wǎng),未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載,、摘編或利用其它方式使用,。已獲本網(wǎng)授權(quán)的作品,應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用,,并注明"來源:中國粉體網(wǎng)",。違者本網(wǎng)將追究相關(guān)法律責(zé)任。

② 本網(wǎng)凡注明"來源:xxx(非本網(wǎng))"的作品,,均轉(zhuǎn)載自其它媒體,,轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé),,且不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任,。如其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)下載使用,,必須保留本網(wǎng)注明的"稿件來源",,并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。

③ 如涉及作品內(nèi)容,、版權(quán)等問題,,請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起兩周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系,否則視為放棄相關(guān)權(quán)利,。

粉體大數(shù)據(jù)研究
  • 即時(shí)排行
  • 周排行
  • 月度排行
圖片新聞