发展前景环境

发布时间： 2021-08-13　　点击次数： 706次

1、含铼单晶叶片的研究

在单晶的成分设计中，要兼顾合金性能和工艺性能，由于单晶中不存在晶界，并应用在较为苛刻的环境下，所以引入了某些具有特殊作用的合金元素。随着单晶合金的发展，合金的化学成分具有如下变化趋势：引入Re元素，引入Ru、Ir等铂族元素，增加难熔元素W、Mo、Re、Ta的含量；难熔元素的加入总量增加，C、B、Hf等元素从“*去除"转为“*使用"；降低Cr含量从而允许加入更多其他的合金化元素而保持组织稳定。

含铼单晶叶片大幅提升了其耐温能力及蠕变强度。以PW公司的PWA1484、RR的CMSX-4，GE公司的Rene′N5为代表的第二代单晶合金与第一代单晶合金相比，通过加入3%的铼元素、适当增大了钴和钼元素的含量，使其工作温度提高了30℃，持久强度与抗氧化腐蚀能力达到很好的平衡。

含铼单晶叶片是未来航空发动机涡轮叶片的趋势。单晶叶片由于其耐温能力、蠕变强度、热疲劳强度、抗氧化性能和抗腐蚀特性较定向凝固柱晶合金有了显著提高，从而很快得到了航空燃气涡轮发动机界的普遍认可，几乎所有先进航空发动机都采用了单晶合金用作涡轮叶片 [6] 。

2、新型高温合金的研究

市场分析新型高温合金主要包括：粉末高温合金、金属间化合物、ODS合金和高温金属自润材料等四种：

粉末高温合金技术：FGH51粉末高温合金是采用粉末冶金工艺制备的相沉淀强化型镍基高温合金。该合金γ相的体积分数为$,-左右，其形成元素的原子分数为50%左右。合金盘件的制造工艺路线是采用真空感应熔炼制取母合金，然后雾化制取预合金粉末，进而制成零件毛坯。与同类铸、锻高温合金相比，它具有组织均匀、晶粒细小、屈服度高和疲劳性能好等优点，是当前650度工作条件下强度水平最高的一种高温合金。该种高温金主要用于高性能发动机的转动部件，如涡轮盘和承力环件等 [7] 。

金属间化合物用于制作各类先进运载工具动力推进系统的构件，减少自重、提高效能；

ODS合金具有优良的高温蠕变性能、高温抗氧化性能、抗碳、硫腐蚀性能，可用于制造发动机关键部件，也可用于火力发电系统、煤气化炉、工业燃气轮机和工业锅炉、玻璃制造、汽车柴油发动机、核反应堆等；

高温金属基自润滑材料主要用于生产高温自润滑轴承，主要用于替代含油轴承、镶嵌式固体自润滑轴承、双金属轴瓦及铸硫钢固体润滑轴承（包括铸钢表面硫化处理轴承）在冶金设备上的应用，该高温自润滑轴承具有强度高、承载能力大、润滑效果好、结构设计合理、噪音小、使用寿命长等优点 [6] 。

参考资料

1. 高温合金性能、应用领域、发展趋势、国内大汇总．中国腐蚀与防护网．2016-02-22[引用日期2016-11-23]
2. 杜随更，汪志斌，吕超，等．高温合金高速铣削表面形貌及组织研宄[J]．航空学报． 2011，32( 6) : 1156 － 1162．
3. GH4169高温合金简介及应用发展．中国钢铁新闻网．2013-11-28[引用日期2016-11-23]
4. 国外航空发动机单晶高温合金发展应用观察．中国航空报．2016-04-22[引用日期2016-11-23]
5. 郭建亭. 高温合金在能源工业领域中的应用现状与发展[J]. 金属学报,2010,05:513-527.
6. 高温合金未来发展趋势．中为咨询．2016-11-18[引用日期2016-11-23]
7. 高温合金在涡轮发动机上的应用．中国有．2015-09-07[引用日期2016-11-23]

上一篇：GH1015高温合金材料介绍

下一篇：高温合金的制造工艺