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单晶高温合金抗蠕变能力增强

单晶高温合金元素如钴,铁,铬,铌,钽,钼,钨,钒,钛和铝也是固溶增强剂,在自然情况下,在不引起沉淀的情况下可以添加的浓度是有限制的。特别重要的是要避免某些脆化阶段。没有简单的规则控制临界浓度;最好是计算或测量相图的适当部分。单晶高温合金通常分为第一代、第二代和第三代合金。第二代和第三代分别含有约3%和6wt%的铼。铼是一种非常昂贵的添加剂,但能提高蠕变强度。

电热合金

单晶高温合金抗蠕变能力的增强部分是由于铼的飘移作用,使晶格的失配值更负。原子分辨实验表明,在伽玛相中以团簇的形式重新出现。还认为,铼在镍基高温合金中降低了整体扩散速率。如果拓扑紧密堆积(TCP)相析出,高温合金的性能就会恶化。在这些相中,一些原子的排列就像镍一样,紧密排列的平面按顺序排列。然而,尽管这一序列在TCP阶段被维护,原子不是紧密包装,因此形容词“拓扑”。

电热合金

单晶高温合金这些相不仅在本质上是脆的,而且它们的析出也消耗了基体中有价值的元素,这些元素是为了不同的目的而添加的。铼的加入促进了TCP的形成,所以含这些溶质的合金必须降低其Cr、Co、W或Mo的浓度来弥补。一般来讲,去除所有这些元素是不实际的,但是新一代高温合金中的铬浓度大大降低了。铬确实可以防止氧化,但也可以通过涂在叶片上防止氧化。


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