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高温合金锻造及热处理技术探析

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:高温合金又称耐热合金或超合金,它是现代航空发动机、火箭发动机、燃气轮机和化工设备所必不可少的重要金属材料。目前,在变形高温合金中,应用最广泛的是铁基高温合金和镍基高温合金。高温合金的性能主要取决于合金的成分和组织结构。变形高温合金的热处理一般有固溶处理、中间处理和时效处理构成。变形高温合金热变形过程中的核心是工艺塑性和临界变形粗晶问题。

高温合金锻造及热处理技术探析

高温合金又称耐热合金或超合金,它是现代航空发动机火箭发动机燃气轮机和化工设备所必不可少的重要金属材料。可在600~1100℃的氧化和燃气腐蚀条件下,承受复杂应力,并且能够长期可靠地工作。我国的高温合金系列,有变形高温合金近50个牌号,其表示方法主要根据国家标准GB/T 14992—2005的规定,以汉语拼音字母“GH”作前缀,后接四位阿拉伯数字,“GH”后第二、三、四位数字表示合金的编号,第一位表示分类号,即1—表示固溶强化型铁基合金;2—表示时效硬化型铁基合金;3—表示固溶强化型镍基合金;4—表示时效硬化型镍基合金;5—(空);6—表示钴基合金。

目前,在变形高温合金中,应用最广泛的是铁基高温合金和镍基高温合金。

铁基合金较多的用作涡轮盘、压气机盘、承力环燃烧室和叶片,其成分特点以铁为主,含有大量的镍、铬和其他元素。按其强化特点又可分为弱时效硬化型、固溶强化型、碳化物时效硬化型和金属间化合物时效硬化型。

镍基合金较多的用于制造涡轮叶片,燃烧室、涡轮盘,压气机盘和压气机叶片,其成分特点是以镍基,含有w(Cr)为10%~20%,形成镍铬奥氏体基体。此外,部分合金还含有w(Co)10%~20%,形成镍铬钴奥氏体基体。根据其强化类型,可分为固溶强化型和时效强化型。(www.xing528.com)

高温合金的性能主要取决于合金的成分和组织结构。组织结构中尤为重要的是析出相的类型、结构、形状、大小、数量和分布等。在铁基和镍基合金中常见的析出相有金属间化合物、碳化物和硼化物。所有这些化合物都可以通过热处理进行调节和控制,还可以通过变形改变形貌和分布。

变形高温合金的热处理一般有固溶处理、中间处理(又称二次固溶处理)和时效处理构成。固溶处理的目的是要获得均匀的过饱和固溶体,控制适宜的晶粒度;中间热处理的目的是改变碳化物的状态和得到大小不同的两种不同的γ′相;时效处理的目的是使强化相充分而均匀地析出,实现沉淀硬化的效果,其温度、时间和次数的选择,要以得到强化相的多少、形貌和分布适宜为准则

变形高温合金热变形过程中的核心是工艺塑性和临界变形粗晶问题。

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