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高温合金能承受高温的原理是什么?

发布时间: 2021-09-02  点击次数: 1346次

实践下,对高温下工作的工程结构材料的要求十分苛刻。概括起来主要要求是:

(1) 优异的、综合性的高温力学性能。也就是说要求材料具有优良的抗蠕变性能,足够的高温持久强度,良好的高温疲劳性能,适当的高温塑性等,以保证金属材料在服役期间内安全工作,具备应有的使用寿命。

(2) 在相应的工作环境中具有良好的耐高温腐蚀性能。也就是说, 在受力或不受力的高温工作环境中,能耐高温氧化或耐高温毓化,或耐混含气氛中的高温腐蚀等性能。能达到设计要求的使用寿命,保证不因高温腐蚀而使材料遭受破坏。

(3) 高温下使用的材料应具有足够好的冶炼加工等工艺性能。高温下的工作部件的形状往往是十分严格的,对所使用材料的化学成分的要求也是十分严格的,因此要求这些材料要具有良好的冶炼工艺性以及足够好的铸造、锻造、焊接、机加工性能等以保证能获得实际工程中所需要的工程部件和设备。

(4) 适宜的经济可行性,即在选材时,除应注意到材料的寿命外, 还必须兼顾到材料的成本、加工制造部件或设备的成本、部件的可更换性、安全可靠性等因素,全面地商量经济的可行性。上述对高温下使用材料的基本要求在具体工程中必须进行综合考虑,特别是在设计选材时要全面考虑,

高温合金是指以铁、镍、钴为基,能在600°C以上的高温及一定应力作用下长期工作的一类金属材料,具有优异的高温强度,良好的抗氧化和抗热腐蚀性能,良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能,其四大要素:耐高温、抗较大应力、表面稳定化和高合金化缺一不可。又被称为热强合金、耐热合金或“超合金"。

除基体元素(铁、钴、镍)外,高温合金中需加入其他组分起到改善合金性能的作用,比如添加Ta、Re、W、Mo等难熔元素以增强其高温稳定性,形成γ’、γ’’、MC等增强相;添加稀土元素,可与镍基合金中的氧、硫、磷等生成熔点*的化合物(稀土氧化物的熔点在2000°C~2473°C,稀土硫化物的熔点在1973°C~2573°C)等。

高温合金行业上游为有色金属矿山企业,下游为航空航天、电力、机械、石油化工、汽车等行业,应用领域广泛。由于高温合金技术复杂,产品多为非标准化,产品类型随下游需求不同进行调整,比如军工领域通常采用合约订购、外协加工的方式定制产品。
高温合金产业链可细分为三个环节:(1)母合金制备。高温合金冶炼是生产高温合金产品的基础,涉及合金含量配比、冶炼过程操控等复杂的工艺技术,技术难度大,如果合金冶炼出现质量问题,则影响后端产品的质量;(2)精铸件、板材、棒材等半成品的制备。采用锻造、机加工、热处理、精铸等技术,可制造形状复杂、尺寸精度高的板材、棒材和精铸件等半产品;(3)涡轮盘、燃烧室、压气机、导向器、调节片等产品,高温合金企业需要开发、设计、生产产品,配备完整的产品设计、质量检测等体系。


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