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镍基高温合金涡轮叶片的应用

以合金粉末和氧化钇为原料,采用机械合金化工艺可制备出氧化物弥散强化高温合金。氧化钇在最终产物中被很好地分散。它也是一种非常稳定的氧化物,使该材料特别适合高温应用。然而,机械合金化是一个非常困难的过程,这类合金的应用有限。机械合金镍基高温合金中的氧化物弥散为ODS合金MA6000,高温合金叶片用于温度超过400℃的航空发动机和燃气轮机,而钛叶片用于较冷的地区。这是因为在特殊情况下,如果钛的温度超过400℃,就会有着火的危险。

电热合金

镍基高温合金的主要用途是制造航空发动机涡轮叶片。单晶叶片不存在相晶界。边界是易于扩散的路径,因此降低了材料的蠕变阻力。定向凝固的柱状晶组织晶粒较多,但边界大多平行于主应力轴;这种叶片的性能不如单晶叶片。但与蠕变寿命最差的等轴晶型叶片相比,它们的蠕变性能要好得多。与传统铸造的多晶高温合金相比,单晶合金的一大优点是去除了许多晶界强化溶质。这导致了初始熔点温度的升高即由于化学偏析导致的局部熔点。

电热合金

因此,单晶合金可以在1240-1330℃的温度下热处理,使凝固过程中残留的粗晶粒溶解。因此,随后的热处理可用于实现可控和精细的沉淀。第一代单晶高温合金能够比定向凝固的高温合金在更高的温度下使用的主要原因是由于在更高的温度下热处理单晶高温合金的能力,而不是由于晶界的去除所带来的任何优势。较高的热处理温度允许所有的主要颗粒被带入溶液,然后通过老化,沉淀成更细的形式。


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