何爲鎳基超合金
鎳基超合金一(yī)類鎳基高溫合金。合金元素大(dà)多爲鉻(15%~30%),其他爲钴、鐵、钼、鎢、钛和铌,百分(fēn)含量爲3%~20%。鉻可确保高溫環境的彈性模具,阻攔形狀變化;钛與鋁可以形成Ni3(A1,Ti)彌散相,與基體(tǐ)共格,起增強作用。用以服役中(zhōng)承擔高溫(可以達到1100℃)和高應力的場所,如燃氣透平的渦輪盤,葉片等。
鎳基超合金的抗蠕變性能都是好的,其工(gōng)作環境溫度爲850℃,并且熔點爲1280℃,也就是說,達到非常高的比值0.72TM如選種材料根硬,無法用一(yī)般的方式加工(gōng),務必精密澆鑄成後來形狀。多采用失蠟澆鑄的方法:做個精密的葉片蠟模嵌置在糊狀的AI2O3中(zhōng),使石蠟熔化留下(xià)精密的型腔後澆入鎳基超合金肢體(tǐ)。此方法制造的葉片很昂貴,1個葉片成本約150英鎊或330美元,當中(zhōng)材料費(fèi)用隻10英磅通常是制造費(fèi)用。渦輪盤上有102個葉片,成本費(fèi)就需要15,300英鎊。
鎳基超台金的強化能很好地抑止位錯應力松弛,但850℃下(xià)擴散應力松弛變成主要問題,擴散應力松弛主要在高強下(xià),通過後晶界盾動和晶内的空位作定向流動衰現出軋解決的辦法是增加晶粒尺寸,甚至可讓葉片沒有一(yī)點晶界,以防止失效或者使晶粒平行于外(wài)力方向排列,要做到這點,隻有用定向凝固技術。由于擴散距離(lí)很大(dà),可以大(dà)大(dà)降低擴散應力松弛速率,另外(wài)失去(qù)了晶界滑動和晶界上生(shēng)成空穴的動力。定向凝固合金預計不久将會使用在民用飛機上。
鑄造鎳基合金的化學成分(fēn)與煅造合金相類似。雖然鉻的含量較低,鋁的含量較高,對于煅造合金來說,所形成的主要強化相是γ、碳化物(wù)和合金基體(tǐ)。它與煅造合金的組織顯而易見有些不同。即便采用固溶處理,往往在合金裏依然保留着有直接從合金的熔融狀态形成的大(dà)的γ相島狀物(wù)。