耐熱合金
| 耐熱合金 |
耐熱合金又稱高溫合金，是在高溫使用環境條件下，具有組織穩定和優良力學、物理、化學性能的合金。包括耐熱鋼、耐熱鋁合金、耐熱鈦合金、高溫合金、難熔合金等。耐熱合金在高溫下具有一定拉伸、蠕變、疲勞性能、物理、化學性能和工藝性能。
目錄
簡介
耐熱合金是指在高溫下具有高的抗氧化性、抗蠕變性與持久強度的合金，也叫高溫合金。隨着現代科學技術(特別是航空、火箭等)的發展，金屬材料或製品的工作溫度不斷提高。在高溫合金的領域內，大量使用的主要是鐵基、鎳基和鈷基高溫合金。從合金晶體結構的強度觀點出發，高溫強化的3個基本特點：(1)提高位錯在滑移界面運動的阻力，即增加滑移式變形機構的形變抗力。(2)減緩位錯的擴散型運動過程，以抑制擴散型形變機構的進行。(3)改善晶體結構狀態，以增加晶界強化作用;或是取消晶界，以消除晶界在高溫時的薄弱環節。近幾十年來，已研製出一系列高溫合金，其使用溫度由650℃提高到1100℃左右。高溫合金是廣泛應用於航空、航天、船舶、發電、動力、機車及石油和化學工業中關鍵部位的材料。
評價
按基體元素主要可分為鐵基高溫合金、鎳基高溫合金、鈷基高溫合金和粉末冶金高溫合金。按強化方式有固溶強化型、沉澱強化型、氧化物彌散強化型和纖維強化型等。高溫合金主要用於製造航空、艦艇和工業用燃氣輪機的渦輪葉片、導向葉片、渦輪盤、高壓壓氣機盤和燃燒室等 高溫部件;還用於製造航天飛行器、火箭發動機、核反應堆、石油化工設備以及煤的轉化等能源轉換裝置。高溫合金應具有高的蠕變強度和持久強度、良好的抗熱疲勞和機械疲勞性能、良好的抗氧化和抗燃氣腐 蝕性能以及組織穩定，其中以蠕變強度和持久強度最為重要。不含或少含鋁、鈦的高溫合金， 一般採用電弧爐或非真空感應爐冶煉。含鋁、鈦高的高溫合金如在大氣 中熔煉時，元素燒損不易控制，氣體和夾雜物進入較多，所以應採用真空冶煉。為了進一步降低夾雜物的含量，改善夾雜物的分布狀態和鑄 錠的結晶組織，可採用冶煉和二次重熔相結合的雙聯工藝。冶煉的主要手段有電弧爐、真空感應爐和非真空感應爐;重熔的主要手段有真 空自耗爐和電渣爐固溶強化型合金和含鋁、鈦低(鋁和鈦的總量約小於4.5%)的合金錠可採用鍛造開坯；含鋁、鈦高的合金一般要採用擠壓或軋制開坯，然後熱軋成材，有些產品需進一步冷軋或冷拔。直徑較大的合金錠或餅材需用水壓機或快鍛液壓機鍛造。合金化程度較高、不易變形的合金，目前廣泛採用精密鑄造成型，例如鑄造渦輪葉片和導向葉片。為了減少或消除鑄造合金中垂直於應力軸的晶界和減少或消除疏鬆，近年來又發展出了定向結晶工藝。此外，為了消除全部晶界，近年來還研究出了單晶葉片的製造工藝。[1]