镍基单晶高温合金的发展
54.镍基单晶高温合金的发展概况
镍基单晶高温合金的发展概况镍基单晶高温合金的发展概况黄爱华1，崔树森1，王少刚1，杨胜群1，刘秀玲2，于兴福1（1.沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司，辽宁沈阳110043；2.沈阳铸造研究所，辽宁沈阳110022）摘要：论述了单晶高温合金的制备方法，凝固过程的控制。
概述了单晶高温合金的发展历程以及合金成分的发展。
最后介绍了我国高温合金的发展状况。
关键词：镍基单晶高温合金；制备方法；合金成分高温合金由等轴晶经历了定向柱晶发展到单晶，既是发动机工作温度不断提高的要求，也是凝固技术持续发展的结果。
镍基单晶高温合金通常划分为五代，早期研制的单晶合金称为第一代单晶合金[1]，随着铼(Re)元素的引入，第二代和第三代单晶合金[2]相继出现，近期开始在单晶合金中加入元素钌(Ru)，从而研制出第四代至第五代单晶高温合金。
镍基高温合金广泛应用于航空、航天、舰船、发电、机床、石油和化工等工业领域，在航空发动机上主要用于制作热端部件，如涡轮工作叶片、导向叶片、涡轮盘、燃烧室和压气机等部件。
在整个高温合金领域中，镍基高温合金占有特殊重要的地位，与铁基和钴基合金相比，镍基合金具有更好的高温性能，良好的抗氧化和抗腐蚀性能，可以说，镍基高温合金的发展决定了航空涡轮发动机的发展，也决定了航空工业的发展。
采用定向凝固技术制备出的单晶合金，其使用温度已接近合金熔点的90%，成为当代先进航空发动机热端部件不可替代的重要结构材料。
1情况介绍铸件形成定向柱晶组织必须具备两个条件，一是热流必须垂直于晶体生长的固液界面单向流动;二是固液界前方的液体中没有稳定的晶核。
Bridgman法就是一种广泛应用的由高温熔体生长单晶的方法。
单晶和定向柱晶凝固过程的唯一差别是单晶必须是由一个晶核长大而成的。
获得单一晶核的方法通常有两种：即选晶法和籽晶法，两种方法各有优缺点、互相补充。
（1）螺旋生长法制备单晶的基本原理（图1，图2）,众多晶粒在经过螺旋形的单晶选择器后，只剩下生长最快的一个晶粒，从而形成单晶。
镍基单晶高温合金的发展
0. 15C 1. 6Nb 8. 76
АЛ- 31Ф
0. 015B
CN K7
DD3 DD8
俄 15 8. 8 0. 4 6. 9 — — — 4. 1 3. 9
中 9. 5 5 3. 8 5. 2 — — — 5. 9 2. 1 中 16 8. 5 — 6 — — — 2. 1 3. 8
0. 08C 0. 01B 0. 02B
7R4, PW 1130
ReneN4 美 9 8 2 6 4 — — 3. 7 4. 2
8. 56
F110 - 129 CFM56 - 5
SRR99
英8
5 — 10 3 — — 5. 5 2. 2
8. 56 RB211, RB199
RR2000 英 10 15 3 — — — — 5. 5 4
1V 7. 87
(2. Shenyang University of Technology, Shenyang 110023, China) Abstract: The development of the N i - base single crystal superalloys is introduced, and its composition, phase p re2
2024年镍基高温合金市场发展现状
2024年镍基高温合金市场发展现状引言镍基高温合金是一种具有良好高温强度和抗腐蚀性能的金属材料，广泛应用于航空航天、能源等高技术领域。
随着科技的进步和工业的发展，镍基高温合金市场正处于快速增长的阶段。
本文将对镍基高温合金市场的发展现状进行综述。
1. 需求驱动市场增长镍基高温合金的广泛应用主要是由需求驱动的。
高温环境下，传统金属材料往往无法满足要求，而镍基高温合金正好具备优异的耐高温性能。
航空航天、石化等行业对高性能材料的需求不断增长，这促使了镍基高温合金市场的快速发展。
2. 行业典型应用镍基高温合金在航空航天领域的应用尤为突出。
例如，发动机燃烧室、涡轮盘、涡轮叶片等部件都需要使用镍基高温合金。
此外，石化、能源等行业也广泛采用镍基高温合金制造高温炉、管道和阀门等设备。
3. 主要市场发展地区目前，北美地区是全球镍基高温合金市场的主要发展地区。
美国拥有世界上最大的航空航天产业和能源行业，对镍基高温合金的需求非常大。
此外，欧洲地区的航空航天产业和亚洲地区的石化行业也是镍基高温合金市场的重要推动力。
4. 市场竞争格局目前，全球镍基高温合金市场竞争激烈。
主要的市场参与者包括全球领先的材料制造商和航空航天公司。
这些公司不断进行技术创新，提高产品质量和性能，以在市场竞争中取得优势地位。
5. 市场面临的挑战虽然镍基高温合金市场前景广阔，但仍面临一些挑战。
首先，镍基高温合金的制造过程复杂且成本较高，限制了其大规模应用。
其次，合金材料的研发和应用需要长期的技术积累和经验累积，这对于一些新进入市场的企业来说是一个难题。
6. 市场发展趋势随着航空航天、石化等行业的快速发展，预计镍基高温合金市场将继续保持增长态势。
未来，市场将出现更多创新产品和应用，如用于核能领域的高温合金、用于3D打印的定制化合金等。
结论镍基高温合金市场正在经历快速发展，受到航空航天、能源等行业的需求推动。
北美地区是市场主要发展地区，全球领先企业通过不断创新提高产品竞争力。
高温合金材料发展现状与趋势
高温合金材料发展现状与趋势高温合金是指具有优异的高温强度、高温蠕变和高温抗氧化性能的材料。
这些材料被广泛应用于航空航天、火箭、汽车、能源、化工和核工业等领域。
随着这些领域对高温材料需求的不断增加，高温合金材料也因此得到了广泛的关注和研发。
本文旨在对高温合金材料的发展现状和未来趋势进行探讨。
一、高温合金材料的分类高温合金材料主要可分为镍基高温合金、铬基高温合金和钛基高温合金。
其中镍基高温合金是应用最为广泛的一类高温合金。
镍基高温合金具有强的抗氧化性、良好的高温蠕变和高温疲劳性能、优异的耐腐蚀性、高的热强度和热稳定性等优点，被广泛应用于各种高温领域。
二、高温合金材料的发展现状高温合金材料的发展历程可以追溯到20世纪50年代。
在此以前，主要采用的是铁基合金，但铁基合金存在工作温度范围狭窄、低温下脆性易剥落等缺点。
20世纪50年代中期，美国医生·布拉斯特博士首次成功研制出镍基合金，开创了高温合金材料的新时代。
70年代至80年代之间，欧美日等国的高温合金技术突飞猛进，并得到广泛推广应用。
目前，高温合金材料已经具备了广泛的应用场景和应用前景，尤其是在航空航天、火箭、船舶、发电等领域。
随着材料科学技术的逐步提高，未来高温合金的研究和应用将更加广泛，发展也将日益壮大。
三、高温合金材料的未来趋势1. 单晶高温合金材料将得到广泛应用单晶高温合金材料是指各向同性粉末冶金高温合金，具有耐蠕变和循环寿命长、耐热劣化和抗氧化性能好的特点。
单晶高温合金材料主要应用于高温部件上，例如发动机涡轮叶片、转子盘、燃烧室内强制部件等方面。
2. 复合材料和纳米材料将成为研究热点复合材料和纳米材料将成为高温合金材料的研究热点。
复合材料具有优良的力学性能和耐热性能，可以制备成薄壁结构材料和非对称结构材料等多种形状的零部件。
纳米材料具有优异的力学性能和微观结构特性，可以强化高温合金材料的高温强度和热稳定性能。
3. 新型高温合金材料将不断发展新型高温合金材料将不断涌现，例如具有先进内部组织结构的超高温合金材料和低密度强韧高温合金材料等。
镍基高温合金的发展综述
镍基高温合金的发展综述本文简要介绍了镍基高温合金的概况以及合金各元素成分设计的发展，其中难溶元素的比例逐渐增加，但促进了TCP相的生成，添加一定比例的Ru元素有抑制TCP相生成的作用。
本文还探讨了未来镍基高温合金将向着更强、更轻、更便宜、更耐腐蚀的发展趋势。
标签：镍基高温合金的发展；Ru；Re；TCP相1 引言随着航空航天工业的不断发展，高温合金的开发与研究越来越被人们所关注。
高温合金是指能够在600℃温度以上条件下可以工作，并可以承受加大应力，有一定耐腐蚀性、抗氧化性等良好高温性能的合金[1]。
高温合金主要应用在航空航天发动机中，其中涡轮叶片、导向叶片、涡轮盘、燃烧室等部件几乎由高温合金制成。
按合金基体元素分类，高温合金主要分为铁基高温合金，钴基高温合金以及镍基高温合金[2]。
其中镍基高温合金拥有良好的组织结构及蠕变性能，是作为航空发动机的首选材料。
2 镍基高温合金概述镍基高温合金在航空航天领域应用比较广泛，约有40%的高温合金为镍基高温合金。
镍基高温合金主要成分为Ni、Co、Cr、W、Mo、Re、Ru、Al、Ta、Ti 等元素，基体为镍元素，含量在60%以上，主要工作温度段在950℃-1100℃，在此温度段内服役时，其有较高的强度，较强的抗氧化能力以及抗腐蚀能力。
镍基高温合金的发展始于英国的80Ni-20Cr合金，人们在其中添加了少量的Ti和Al，发现了强化相，继而开启了发展镍基高温合金的篇章[3]。
60年代初期，人们发现合金的中温性能较差，叶片在工作中有断裂情况发生，经研究发现，合金中境界出杂质较多，原子扩散速率较快，晶界成为在镍基高温合金服役中易发生裂纹的环节，基于这一问题，人们开始研究定向凝固技术。
定向凝固技术就是使合金在生长过程中只沿应力轴方向生长，具有代表性的合金是美国研制的PWA 1422。
从此镍基高温合金的发展进入到新的时期[4]。
但是随着航空航天也的发展，对合金性能的要求越来越高，纵向晶界仍然是影响其高温性能的主要病因。
镍基单晶合金高温蠕变行为的研究新进展
镍基单晶合金高温蠕变行为的研究新进展镍基单晶合金是目前航空发动机涡轮叶片的主要制造材料，其蠕变性能是关系到发动机使用安全和服役寿命的重要因素。
本文从成分组成、蠕变机制、本构模型等方面论述了近年来镍基单晶合金研究的新进展，特别着重于阐明镍基单晶合金蠕变行为与微结构演化之间的联系，论述了晶体塑性有限元方法在单晶叶片力学行为模拟中的应用，为我国发动机叶片设计和强度分析提供重要的理论参考和技术指导。
标签：镍基单晶合金蠕变微结构晶体塑性一、引言航空发动机涡轮叶片长期处于高温下，受到复杂应力和燃气冲击腐蚀等综合作用，工作条件十分恶劣。
涡轮叶片等热端部件的可靠性是影响发动机性能和寿命的关键因素和技术难点。
镍基单晶合金因具有较高的高温强度、优异的蠕变、疲劳抗力及良好的抗氧化性和抗热腐蚀性，被广泛用于制造航空发动机的涡轮叶片等核心部件。
镍基单晶合金通过定向凝固技术消除了晶界，使其高温抗蠕变、疲劳性能大大增强，成为最受关注、应用最广的高温合金。
随着发动机服役温度的不断提高，单晶材料的蠕变行为和变形机制也随温度升高表现出不同的特征。
因此，建立合适的本构模型对镍基单晶合金的蠕变行为进行预测，对于我国航空发动机叶片设计、强度分析和寿命预测具有重要的意义。
二、镍基单晶合金的发展趋势及现状镍基单晶合金由于其优异的抗蠕变、疲劳和耐腐蚀性能，在过去的几十年里得到了世界各国的重视，并形成了合金系列应用到航空发动机的热端部件中，如美国的CMSX-2、CMSX-4、CMSX-10系列，英国的RR2000系列，法国的MC2、MC-NG系列，日本的TMS-75、TMS-138、TMS-162系列等。
我国镍基单晶高温合金研制从20世纪80年代初开始，现已发展到以DD22为代表的第四代合金材料，但是，合金性能和发达国家相比尚存在一定的差距，距离大范围实际应用还有较长的路要走。
镍基单晶合金优异的高温性能得益于Re、Ru、W等难熔金属的添加。
Re 的添加有助于改善高温合金的显微组织和热稳定性，降低不稳定相及单晶缺陷等的影响，从而显著增强单晶合金的高温抗蠕变性能。
2024年镍基高温合金市场分析现状
2024年镍基高温合金市场分析现状简介镍基高温合金是一种耐高温、耐腐蚀的重要材料，广泛应用于航空航天、能源、石化等领域。
本文对当前镍基高温合金市场的现状进行分析，探讨市场规模、发展趋势和竞争格局。
市场规模镍基高温合金市场在过去几年保持了稳定增长。
根据市场研究数据，2019年全球镍基高温合金市场规模达到XX亿美元。
预计到2025年，市场规模将达到XX亿美元，年平均复合增长率为X.X%。
中国是全球镍基高温合金市场的主要消费国家，占据了市场的相当份额。
市场驱动因素1.航空航天行业的快速发展促进了镍基高温合金的需求增长。
随着航空航天技术不断进步，对高温、高强度材料的需求也越来越大。
2.能源行业的发展也推动了镍基高温合金市场的增长。
镍基高温合金在燃气轮机、核电站等能源设备中具有重要应用，随着能源需求的增加，对这类设备的需求也在增长。
3.石化行业对耐腐蚀材料的需求增加，也带动了镍基高温合金市场的扩大。
市场挑战1.高成本是制约镍基高温合金市场发展的主要因素之一。
镍基高温合金的生产过程复杂，原材料价格高昂，增加了产品成本。
2.新材料的崛起。
随着科技的进步，新的高温耐蚀材料不断涌现，给镍基高温合金市场带来了竞争压力。
3.环境限制。
镍基高温合金的生产过程涉及到环境污染和能源消耗等问题，受到环保法规的制约。
市场竞争格局目前，镍基高温合金市场呈现出集中度较高的竞争格局。
全球范围内，少数大型厂商占据了主导地位，其中包括美国的XX公司、德国的XX公司和日本的XX公司等。
中国的镍基高温合金市场也存在一些规模较大的生产商，如XX公司和XX公司。
由于市场份额相对集中，竞争较为激烈。
发展趋势1.技术升级是市场的主要发展趋势之一。
针对高温、高强度应用需求，镍基高温合金制造商正在不断研发新材料和新工艺，提高产品性能和稳定性。
2.可持续发展是未来的方向。
在环保压力下，镍基高温合金制造商将加大环境友好型材料的研究和开发，提升生产过程的可持续性。
镍基单晶高温合金研究进展
镍基单晶高温合金研究进展独立为一个领域的镍基单晶高温合金（Ni-Based Single-Crystal Superalloys）研究起步于20世纪50年代，主要目标是在高温、高压、高速等极端环境下保持优异的力学性能。
如今，这一领域已经取得了显著的进展，推动了航空航天、能源等关键工业的发展。
受制于晶体缺陷（如位错、晶界和第二相）对材料力学性能的影响，研究者最初承认了单晶材料在抗蠕变强度、抗腐蚀和抗氧化性方面的潜力，这让镍基单晶高温合金的研究开始受到关注。
随着应用需求和制造技术的进步，研究者开始探索新的冶金设计原理，克服制约合金性能提升的关键元素/组织的影响。
在材料选择方面，硬化元素（如铝、钛），刚性和解析强化元素（如钨、镍）以及一些其他元素（如镍、镍酮等）已经得到广泛采用。
而在微观组织设计上，利用多元素固溶强化，普遍采用的'γ/γ'二相组织设计以及精细的嵌套共析组织设计已经取得了显著的力学性能提升。
尤其是近年来在第二相强化机制理解的深入，使得研究者在了解和控制合金中不同的位错-第二相相互作用，以及在指导强化相布局优化方面取得了突破性进展。
另一方面，制备工艺也是影响镍基单晶高温合金性能的重要因素。
如今，过渡金属基单晶合金的制备工艺已经实现了工业化。
其中辐射区熔技术和定向凝固技术居于主导地位，使得合金中的第二相尺寸、形状和分布得到了有效控制，同时也保证了合金的组织均匀。
此外，结构设计也在镍基单晶高温合金的性能提升方面起到了重要作用。
近年来，材料科学家已经从多尺度、多视角对合金微观组织进行了深入研究，提出了多个有效的结构优化方案。
如对合金中强化相的尺寸、形状、分布以及取向等进行优化，引入双强化设计，实现第二相强化与固溶强化的协同增强等。
综上所述，随着理论研究、工艺技术和实际应用的深入，镍基单晶高温合金的设计和制备技术发展迅速，性能也得到了显著提升。
不过，目前镍基单晶高温合金的研究仍面临严峻的挑战，如如何进一步提高合金的使用温度，如何改善合金的持久性以及如何实现复合强化设计等。
镍基单晶高温合金研究进展
特约专栏
中国材料进展
MATERIALS CHINA
镍基单晶高温合金研究进展
Vol. 31 No. 12 Dec. 2012
孙晓峰，金 涛，周亦胄，胡壮麒
（ 中国科学院金属研究所，辽宁 沈阳 110016）
摘 要： 单晶高温合金因具有较高的高温强度、优异的蠕变与疲劳抗力以及良好的抗氧化性、抗热腐蚀性、组织稳定性和使
晶界强化元素，使合金的初熔温度提高，能够在较高温 度范围进行固溶处理，其强度比等轴晶和定向柱晶高温 合金大幅度提高，因而得到了广泛应用。自 20 世纪 80 年代 开 始，PWA1480、CMSX-2、CMSX-3、SRR99 等 第 一代单晶高温合金出现以来，单晶高温合金的研究取得 了突破性进展。随着合金设计理论水平的提高和铸造工 艺技 术 的 进 步，以 及 Re 元 素 的 添 加，相 继 出 现 了 以 PWA1484、CMSX-4、RenéN5 等为代表，耐温能力比第 一代单 晶 高 温 合 金 高 约 30 ℃ 的 第 二 代 单 晶 高 温 合 金［1 － 3］，和以 CMSX-10、RenéN6 等 为 代 表，耐 温 能 力 比第一代高约 60 ℃ 的第 三 代 单 晶 高 温 合 金［4 － 6］。近 年 来，通过添加 Ru，Pt，Ir 等元素，又发展出以 MC-NG、 TMS-138、TMS-162 等为代表的 第 四 代 和 第 五 代 单 晶 高
Cr 含量降低 在第三代单晶合金中，Cr 含量降至 5% （ 质量分数） 以 下，尤 其 是 CMSX-10 合 金 的 Cr 含 量 只有 3% （ 质量 分 数） 左 右。在 第 四 代 单 晶 合 金 MC-NG 中，Cr 含量也降到 4% （ 质量分数） 。
镍基单晶高温合金共晶溶解动力学研究
镍基单晶高温合金共晶溶解动力学研究随着现代工业技术的发展，高温合金已经成为了一种不可或缺的材料。
在高温、高压的环境下，这种材料表现出了优异的耐热、耐腐蚀性能，广泛应用于航空、航天、能源、化工等领域。
而其中，镍基单晶高温合金更是备受关注，因为它不仅具有高温下的优异性能，而且还具有良好的可锻性和可加工性。
然而，为了更好地利用这种材料，我们需要深入了解它的结构、性能和动力学特性。
本文将从共晶溶解动力学的角度出发，探讨镍基单晶高温合金的研究进展和未来发展方向。
一、镍基单晶高温合金的结构和性能镍基单晶高温合金是一种由镍、铬、钴等元素组成的合金材料，其晶体结构为面心立方结构。
这种材料具有高强度、高韧性、高耐热性和高耐腐蚀性等优异性能，可以在高温、高压的环境下保持稳定的力学性能和化学性能。
它被广泛应用于航空发动机、燃气轮机、核电站、化工反应器等领域。
镍基单晶高温合金的优异性能主要源于其特殊的晶体结构和成分。
它的晶体结构为面心立方结构，具有高度的晶体定向性和单晶性。
这种特殊的晶体结构可以有效地防止晶界和晶粒的形成，从而提高材料的疲劳寿命和抗氧化性能。
而其成分中的铬、钴等元素可以形成强大的氧化层，有效地防止材料的氧化和腐蚀。
此外，镍基单晶高温合金还具有良好的可锻性和可加工性，可以通过热加工、冷加工等方式进行加工和成型。
二、镍基单晶高温合金的共晶溶解动力学研究进展共晶溶解动力学是研究相变、溶解和固相反应等过程的基本学科。
在镍基单晶高温合金中，共晶溶解动力学研究对于深入了解其结构、性能和性能演化机制具有重要意义。
目前，国内外学者已经开展了大量的镍基单晶高温合金共晶溶解动力学研究，取得了一系列重要进展。
1. 共晶溶解过程的研究共晶溶解过程是镍基单晶高温合金中重要的相变过程之一。
在这个过程中，合金中的共晶组分会逐渐溶解到母相中，从而改变合金的组成和结构。
许多学者通过热重分析、差热分析等方法研究了共晶溶解过程的热力学和动力学特性。
镍基高温合金的发展综述
镍基高温合金的发展综述1. 介绍镍基高温合金是一类在高温环境下具有优异性能的关键结构材料。
本文将全面、详细、完整且深入地探讨镍基高温合金的发展历程、特点、应用领域等相关内容。
2. 发展历程2.1 第一代镍基高温合金•由于20世纪40年代至50年代初钴基高温合金的应用限制，镍基高温合金得到迅速发展。
•第一代镍基高温合金主要在航空发动机领域得到应用，如涡轮叶片、燃烧室零部件等。
2.2 第二代镍基高温合金•第二代镍基高温合金在组织结构和配合元素方面进行了改进，提高了合金的性能。
•新的合金设计原则和制备工艺使得合金具有更好的高温强度、耐氧化性和抗蠕变性能。
•第二代镍基高温合金主要应用于航空航天、能源以及化工领域。
2.3 第三代镍基高温合金•第三代镍基高温合金通过引入奇异金属、微合金元素和稀土元素等进行改进，进一步提高合金性能。
•镍基单⽚晶高温合金、镍基镍二基体高温合金等新型合金在高温强度、耐腐蚀性和疲劳寿命等方面取得重要突破。
•第三代镍基高温合金在航空、汽车、石化等行业中得到广泛应用。
3. 特点3.1 高温强度•镍基高温合金具有优异的高温强度，能够在高温下保持较好的力学性能。
•合金中的强化相和固溶体相可以有效提高合金的抗拉强度和屈服强度。
3.2 耐氧化性•镍基高温合金具有出色的耐氧化性能，能够在高温下长时间稳定地抵抗氧化反应。
•氧化层的形成和增长能够减缓合金的氧化速率，提高合金的使用寿命。
3.3 抗蠕变性•镍基高温合金能够在高温下抵抗蠕变现象的发生，保持较好的形变能力和稳定性。
•合金中的蠕变阻滞相能够有效抑制晶间滑移和晶粒边界滑移，提高合金的抗蠕变能力。
3.4 耐腐蚀性•镍基高温合金具有优良的耐腐蚀性能，能够在酸碱等腐蚀介质中长时间稳定地使用。
•合金中的合金化元素和稀土元素能够提高合金的耐腐蚀性，延长合金的使用寿命。
4. 应用领域4.1 航空航天领域•镍基高温合金在航空发动机、航空轴承等关键部位的应用得到广泛推广。
新型镍基单晶高温合金在航空发动机中的应用前景
新型镍基单晶高温合金在航空发动机中的应用前景新型镍基单晶高温合金是近年来航空发动机材料领域的一项重要技术创新，具有很高的应用前景。
目前，航空发动机对材料的要求越来越高，长期以来使用的铸造镍基合金在高温、高压和高速等极端环境下表现出诸多局限性，限制了发动机的发展空间。
而镍基单晶高温合金作为新一代航空发动机材料，具有很高的热稳定性、抗蠕变能力和粉末粘结强度，能够满足航空发动机对高温和高加载性能的要求，具有广阔的应用前景。
首先，镍基单晶高温合金具有优越的高温性能。
在航空发动机工作温度高达1000℃以上的极端条件下，普通铸造镍基合金易发生晶粒细化与增大的现象，从而导致材料的疲劳性能下降。
而镍基单晶高温合金通过单晶制备工艺，能够避免晶粒的形变与细化，提高材料的高温强度和抗疲劳性能。
其次，镍基单晶高温合金具有较好的抗蠕变能力。
在航空发动机工作温度条件下，材料会因长时间的高温作用而发生蠕变现象，从而导致材料变形和失效。
相比之下，镍基单晶高温合金具有较低的蠕变速率和较高的持久强度，能够延长材料的使用寿命，提高发动机的可靠性和安全性。
此外，镍基单晶高温合金具有良好的粉末粘结强度。
在航空发动机中，材料的抗氧化性能是至关重要的。
普通镍基合金在高温下容易与空气中的氧发生反应，导致表面氧化层的生成，降低发动机的工作效率。
而镍基单晶高温合金通过合金元素的优化配比，能够形成致密、稳定且具有良好附着力的氧化层，提高材料的抗氧化性能。
综上所述，新型镍基单晶高温合金在航空发动机中具有广泛的应用前景。
它们能够满足航空发动机对于高温、高压和高速等严苛条件下的材料性能要求，能够提高发动机的工作效率和可靠性，实现更高的推力输出和更长的使用寿命。
然而，虽然镍基单晶高温合金具有很高的应用潜力，但目前仍面临一些挑战和困难。
例如，合金的制备工艺和生产成本较高，合金的热膨胀系数与基体的匹配问题等。
因此，进一步的研究和发展势在必行，以进一步提高镍基单晶高温合金的性能，并实现其在航空发动机中的更广泛应用。
镍基单晶高温合金的发展概况
镍基单晶高温合金的发展概况
镍基单晶高温合金是一种以镍为基础，以碳钒铌等元素为辅助元素主要成分的高温合金，它具有优异的热强度和抗腐蚀性，在高温条件下具有良好的强度性能，广泛应用于航天、航空、火力发电、核能、冶金等功能性领域。
本文综述了近年来镍基单晶高温合金发
展的研究进展，以期为高温合金的开发和应用提供有价值的参考。
首先，介绍了镍基单晶高温合金的优点。
生产的镍基单晶高温合金可耐高温，性能更
优越，特别是其耐腐蚀性、抗疲劳性和耐热性表现出其独特的优越性，使其可作为高温热
和应力腐蚀系统的首选材料。
其次，介绍了有关镍基单晶高温合金的研究进展。
先进的单
晶高温合金材料的成分已能满满足高温及其专用要求，现已成功用于核电站中的高温专
用材料、涡轮风机叶片和管子以及航空、航天等高温高压条件下的分级结构材料中。
所有
这些都得益于理论研究和应用实践。
最后，介绍了该研究领域中出现的一些潜在技术问题。
由于镍基单晶高温合金由众多元素组成，其特性受到众多因素的影响，因此，设计和制备
镍基单晶高温合金时需要对材料组成及其物理化学性能进行综合研究，以确保材料的优良
性能。
综上所述，镍基单晶高温合金具有优良的性能，近年来其发展取得了长足的进展，但
也存在一定的技术问题。
未来更大的研究热点将放在材料组成、材料性能和产品制备上，
目的是开发出性能更优的，更加先进的镍基单晶高温合金。
镍基高温合金的发展综述
镍基高温合金的发展综述镍基高温合金是一种具有优异高温性能和抗腐蚀能力的金属材料，被广泛应用于航天、航空、汽车等领域。
自20世纪初以来，随着科学技术的发展，镍基高温合金不断得到改进和优化，成为高温合金中最重要的系列之一。
镍基高温合金的制作工艺主要包括以下步骤：原材料选择：高温合金的原材料主要是镍、钴、铬等金属元素，以及其他必要的微量元素和合金元素。
这些原材料的纯度和质量对高温合金的性能有着至关重要的影响。
熔炼工艺：高温合金的熔炼工艺一般采用真空感应熔炼或电弧熔炼，以将原材料熔化并充分混合。
在熔炼过程中，要严格控制熔炼温度和时间，以确保合金的成分和组织结构的稳定性。
热处理工艺：热处理工艺是高温合金制作过程中的重要环节，通过控制加热和冷却速度，以达到调整合金组织结构和性能的目的。
热处理工艺包括预处理、固溶处理和时效处理等步骤。
镍基高温合金具有以下性能特点：抗高温：高温合金能够在高温环境下保持优良的力学性能和抗蠕变性能，因此被广泛应用于高温度环境下的结构件和发动机部件。
抗腐蚀：高温合金具有较好的抗腐蚀性能，能够在各种腐蚀环境中保持稳定。
抗氧化：高温合金具有较好的抗氧化性能，能够在高温环境下防止氧化和烧蚀。
不易变形：高温合金具有较好的热稳定性和组织稳定性，能够在高温环境下保持形状和尺寸的稳定性。
镍基高温合金被广泛应用于以下领域：航天领域：高温合金在航天领域中主要用于制造航空发动机、火箭发动机、航天器结构件等关键部件。
例如，NASA的太空梭所使用的发动机零部件就是由镍基高温合金制成的。
航空领域：高温合金在航空领域中主要用于制造飞机发动机、航空发动机等关键部件。
例如，波音777的发动机零部件就是由镍基高温合金制成的。
汽车领域：高温合金在汽车领域中主要用于制造汽车发动机、涡轮增压器等关键部件。
例如，宝马、奔驰等高端汽车品牌的发动机零部件就是由镍基高温合金制成的。
随着科学技术的不断进步，镍基高温合金的未来发展将面临更多机遇和挑战。
镍基高温合金的发展综述
镍基高温合金的发展综述镍基高温合金是一种具有优异高温性能的材料，广泛应用于航空、航天、能源等领域。
本文将对镍基高温合金的发展历程、应用领域、研究进展等方面进行综述。
一、发展历程20世纪50年代初，美国GE公司首次研制出镍基高温合金，用于航空发动机叶片的制造。
此后，随着航空、航天、能源等领域的快速发展，对高温材料的需求越来越大，镍基高温合金也得到了广泛应用。
经过多年的发展，镍基高温合金已经成为高温材料领域的重要代表之一。
二、应用领域1.航空领域航空发动机是镍基高温合金的主要应用领域之一。
航空发动机叶片、涡轮盘、燃烧室等部件都需要使用镍基高温合金。
随着航空业的快速发展，对高温材料的需求也越来越大，镍基高温合金的应用前景非常广阔。
2.航天领域航天器在进入大气层时，需要承受极高的温度和压力，因此需要使用高温材料。
镍基高温合金具有优异的高温性能，被广泛应用于航天器的制造中。
3.能源领域能源领域也是镍基高温合金的重要应用领域之一。
燃气轮机、核电站等能源设备都需要使用高温材料，镍基高温合金具有优异的高温性能，被广泛应用于能源设备的制造中。
三、研究进展1.合金设计合金设计是镍基高温合金研究的重要方向之一。
通过合金设计，可以调控合金的组织结构和化学成分，从而提高合金的高温性能。
2.制备工艺制备工艺也是镍基高温合金研究的重要方向之一。
目前，常用的制备工艺包括熔融法、粉末冶金法、等离子喷涂法等。
随着制备工艺的不断改进，镍基高温合金的性能也得到了不断提高。
3.高温氧化行为高温氧化行为是镍基高温合金研究的重要方向之一。
高温氧化会导致合金表面的氧化层增厚，从而影响合金的高温性能。
因此，研究高温氧化行为对于提高镍基高温合金的高温性能具有重要意义。
四、总结镍基高温合金是一种具有优异高温性能的材料，广泛应用于航空、航天、能源等领域。
随着科技的不断发展，镍基高温合金的研究也在不断深入，其应用前景也越来越广阔。
镍基高温合金的发展综述
镍基高温合金的发展综述镍基高温合金是一种具有优异高温力学性能和耐腐蚀性能的材料，广泛应用于航空航天、能源和化工等领域。
本文将从历史发展、合金组成、制备工艺和应用领域等方面综述镍基高温合金的发展。
一、历史发展镍基高温合金的研发起源于20世纪40年代，当时美国首次在航空发动机上使用了含有镍的合金。
随着航空工业的快速发展，对高温合金的需求越来越大，推动了镍基高温合金的研究和应用。
在此基础上，各国纷纷加大研发力度，并取得了一系列重要突破。
二、合金组成镍基高温合金的主要成分是镍，通常含有10%~20%的铬，以提高合金的耐腐蚀性能。
此外，还添加了少量的钼、钛、铝、铌等元素，用于调节合金的相组织和提高高温强度。
通过合理的合金设计和组成控制，可以获得具有高温强度、耐氧化和抗蠕变性能的合金。
三、制备工艺镍基高温合金的制备工艺主要包括熔炼、铸造、热加工和热处理等环节。
在熔炼过程中，要保证合金成分的准确控制，避免杂质的污染。
铸造工艺通常采用真空气体熔模铸造或精密铸造技术，以获得高质量的铸件。
热加工包括锻造、轧制和拉伸等，通过加工变形来改善合金的组织和性能。
最后，进行热处理，如固溶处理和时效处理，以进一步提高合金的性能。
四、应用领域镍基高温合金广泛应用于航空航天、能源和化工等领域。
在航空航天领域，镍基高温合金被用于制造涡轮发动机的叶片和燃烧室等关键部件，以提高发动机的工作温度和性能。
在能源领域，镍基高温合金被用于制造燃气轮机的叶片和燃烧室等部件，以提高燃气轮机的效率和可靠性。
在化工领域，镍基高温合金被用于制造反应器和炉管等耐腐蚀设备，以适应高温、高压和腐蚀性介质的工作环境。
总结起来，镍基高温合金是一种重要的高温结构材料，具有优异的高温力学性能和耐腐蚀性能。
通过合理的合金设计和制备工艺，可以获得合金的优异性能。
随着航空航天、能源和化工等领域的快速发展，镍基高温合金的应用前景广阔。
未来，还需要进一步研究和开发新的合金体系和制备工艺，以满足不断增长的高温工程需求。
镍基单晶高温合金研究进展
镍基单晶高温合金研究进展孙晓峰，金涛，周亦胄，胡壮麒（中国科学院金属研究所，沈阳 110016）摘要：单晶高温合金具有较高的高温强度、良好的抗氧化和抗热腐蚀性能、优异的蠕变与疲劳抗力、良好的组织稳定性和使用可靠性，广泛应用于涡轮发动机等先进动力推进系统涡轮叶片等部件。
由于采用定向凝固工艺消除了晶界，单晶高温合金明显减少了降低熔点的晶界强化元素，使合金的初熔温度提高，能够在较高温度范围进行固溶和时效处理，其高温强度比等轴晶和定向柱晶高温合金大幅度提高。
经过几十年的发展，单晶高温合金已经在合金设计方法、组织结构与力学性能关系、纯净化冶炼工艺和定向凝固工艺等方面取得了重要进展。
本文从单晶高温合金成分特点、合金元素作用、强化机理、力学性能各向异性、凝固过程及缺陷控制、单晶制备工艺等方面，简要介绍了单晶高温合金的主要研究进展。
关键词：单晶高温合金；强化机理；定向凝固；各向异性Research Progress of Nickel-base Single Crystal SuperalloysSun Xiaofeng, Jin Tao, Zhou Yizhou, Hu Zhuangqi(Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, China)Abstract:Single crystal superalloys have been widely used to make turbine blades and guide vanes for aero-engines and industrial gas turbines because of improved strength, creep-rupture, fatigue, oxidation and hot corrosion properties as well as stable microstructure and reliability at high temperature environments. After removal of grain boundary by using directional solidification technique, grain boundary elements which decrease the incipient melting temperature were reduced remarkably in single crystal superalloys. Consequently, the solution and aging treatment of single crystal superalloys can be done at higher temperature due to the enhanced incipient melting temperature, and then the high temperature strength of single crystal superalloys is higher than that of equiaxed and directionally solidified superalloys. There were great progress on approach of alloy design, relationship between structure and mechanical performances, process of pure smelting and processing of directional solidification in the last decades. The present work reviews these progress from compositions of alloys, role of elements, mechanism of strengthening, anisotropy of mechanical properties, procedure of solidification, control of defects and processing of single crystal superalloys.Key words：single crystal superalloy；mechanism of strengthening；directional solidification；anisotropy of properties——————————————————基金项目：国家973计划项目（2010CB631206）通讯作者：孙晓峰，男，1964年生，研究员，博士生导师1引言高温合金（Superalloy）是以铁、镍、钴为基体的一类高温结构材料，可以在600℃以上高温环境服役，并能承受苛刻的机械应力。
2024年镍基高温合金市场前景分析
2024年镍基高温合金市场前景分析摘要镍基高温合金是一种在高温环境下具有良好性能的合金材料。
本文旨在对镍基高温合金市场前景进行深入分析，并提出相关的发展建议。
通过对当前市场趋势、竞争格局以及行业发展动态的综合分析，可以预测镍基高温合金市场将保持稳定增长，并持续受到广泛应用。
1. 引言镍基高温合金是由镍和其他合金元素组成的高温材料。
其在航空航天、电力、石油化工等行业具有广泛的应用。
随着高温工况下材料需求的增加，镍基高温合金市场也迎来了新的发展机遇。
2. 市场趋势分析2.1 高温工况需求的增加随着工业技术的不断进步和能源需求的增加，高温工况下材料的需求也相应增加。
镍基高温合金因其在高温环境下的优良性能，成为满足这种需求的理想选择。
2.2 产业链完善推动市场发展随着镍基高温合金生产技术的不断改善和产业链的完善，市场供应链得到了加强，进一步推动了市场的发展。
同时，国内外生产企业之间的合作也为市场提供了更多的发展机会。
3. 竞争格局分析3.1 国内市场竞争激烈目前，国内镍基高温合金市场竞争激烈，主要集中在一些大型综合企业和专业高温合金企业。
这些企业凭借其技术实力和品牌优势，占据了市场的主导地位。
3.2 国际市场竞争加剧随着国际贸易的自由化和全球市场的开放，国际市场对镍基高温合金的需求也在增加。
国内企业面临来自国外企业的竞争压力，需要加强技术创新和提高产品质量，提升竞争力。
4. 发展建议4.1 加强技术研发为了在竞争激烈的市场中保持竞争优势，企业应加强技术研发，提高产品性能和质量。
通过不断推出新产品和创新技术，提升企业的市场份额。
4.2 拓展应用领域除了传统的航空航天、电力、石油化工等行业，企业还可以寻找新的应用领域，如新能源、环保、汽车工业等领域，以扩大市场份额并开拓新的业务增长点。
结论镍基高温合金市场具有较大的发展潜力。
虽然市场竞争激烈，但通过加强技术研发和拓展新的应用领域，企业可以保持竞争优势，实现持续稳定的市场增长。
2023年镍基高温合金行业市场发展现状
2023年镍基高温合金行业市场发展现状随着工业化进程的推进，镍基高温合金逐渐成为了现代高科技领域不可或缺的材料之一，应用范围广泛。
这种合金具有不浸润、高强度、高稳定性和高温蠕变等优异的特性，因此在航空、能源、化工、电子等诸多领域都得到了广泛应用，目前已成为工业界的一个紧俏产品。
然而，镍基高温合金仍然存在一些挑战和问题。
首先，在制造和加工过程中，其成本相对较高，需要较高技术水平、严格的质量管理以及成熟的供应链。
此外，由于镍基高温合金在高温下极易氧化并且容易产生应力腐蚀裂纹，因此需要在设计和应用过程中进行合理的选择和设计。
市场发展现状：1. 飞机制造业随着全球航空业的快速发展，镍基高温合金作为一种材料，也得到了广泛应用。
制造商通过使用高温合金，可以提高发动机的性能和增加机身强度，因此，全球的飞机制造商纷纷开始积极推广镍基高温合金的应用。
例如，包括GE、洛克希德马丁等在内的许多制造商都开始将镍基高温合金作为重要的材料应用在发动机等关键部件上。
2. 能源行业在发电、石油和天然气开采等领域，镍基高温合金也得到了广泛应用。
原因是，这些领域通常需要高温和高压的工作环境，而镍基高温合金的耐高温、耐腐蚀等性能使其成为了相对理想的选择。
此外，随着全球对清洁能源的需求不断增加，镍基高温合金逐渐被应用在锅炉管、燃气轮机以及太阳能反射器等清洁能源设备中。
3. 化学工业化学工业也是镍基高温合金的一个主要应用领域。
这种合金在化工反应器、液体催化裂化装置、管对、推进剂储存器、蒸馏塔、换热器等装备中的应用不断扩展。
高性能的镍基高温合金材料提高了许多化工产品的生产效率和质量。
总结：随着现代高科技产业的迅速发展，对高性能合金的需求也日益增长。
镍基高温合金作为一种重要的高性能材料，具有重要的战略意义和市场竞争力。
虽然目前，镍基高温合金工业存在一些问题，但通过加强在科研和制造领域的合作，并适当地完善相关法规和标准体系等方面的努力，相信镍基高温合金工业在未来会有更广泛的应用前景。
2024年镍基高温合金市场规模分析
2024年镍基高温合金市场规模分析介绍镍基高温合金是一种重要的高温结构材料，具有优异的耐热、耐腐蚀和耐磨损性能。
它被广泛应用于航空航天、能源、化工和石油等领域。
本文将对镍基高温合金市场规模进行分析，并探讨未来市场发展趋势。
镍基高温合金市场概述镍基高温合金市场是一个庞大且不断增长的市场。
随着航空航天、能源和化工等行业的快速发展，对高温结构材料的需求也在不断增加。
镍基高温合金作为一种理想选择，已经得到广泛的应用。
市场规模分析2019-2025年市场规模预测根据市场研究数据显示，2019年镍基高温合金市场规模为xxx亿美元，预计到2025年将增长至xxx亿美元。
市场规模呈现稳定增长的趋势，主要受到航空航天和能源行业的推动。
市场驱动因素镍基高温合金市场的增长受到多个因素的驱动： 1. 航空航天行业的发展：航空发动机和涡轮机等高温部件的需求推动了镍基高温合金市场的增长。
2. 能源需求的增加：能源行业对高温结构材料的需求也在增加，镍基高温合金在发电厂和石油化工等领域得到广泛应用。
3. 化学工业的发展：化学品生产过程中的高温腐蚀环境也需要使用镍基高温合金。
市场竞争分析镍基高温合金市场存在较大的竞争压力，主要竞争者包括： - 普拉提斯尔 - 许维尔- 哈尔科特 - 模尔金属科技这些公司在技术研发、产品质量和市场份额方面都具有优势。
市场前景展望未来，镍基高温合金市场将持续增长，并呈现以下趋势： 1. 技术创新：随着科技的发展，新型镍基高温合金将不断涌现，提供更高的性能和更低的成本，推动市场的进一步发展。
2. 新兴市场的发展：新兴市场如亚洲和中东地区对镍基高温合金的需求将持续增长，为市场提供新的增长机遇。
3. 环境保护需求：对环境友好型材料的需求将增加，镍基高温合金在环境友好性方面具有优势，将受到更多关注和应用。
结论镍基高温合金市场具有广阔的发展前景，受到航空航天、能源和化工等行业的推动。
未来市场规模将持续增长，并且有望出现新的技术创新和增长机遇。
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0. 07C 0. 003～
0. 01B
3 代
1. 8 1. 5 0. 25 3. 5 7 CM SX - 10 美 — — — — —
5 0. 1 5 0. 1 — — — — 量 0. 02C 9. 05
4 9 2 7. 5 10 7 0. 15 7 1. 2
TM S - 75 日 3. 0 12. 0 2. 0 6. 0 6. 0 5. 0 0. 1 6. 0 —
8. 25 M88 - 2
8. 56
A rriel
8. 56 GMA2100
7. 98
8.ห้องสมุดไป่ตู้76 АЛ- 31Ф
8. 20 某涡轮发动机 8. 25 某舰载发动机
PWA1484 美 5 10 2
6
9
3 0. 1 5. 6 —
8. 95
PW 4000系列 V2500
0. 05C
Rene N5 英 7
8
1 引言
镍基单晶高温合金具有优良的高温性能 ,是目 前制造先进航空发动机和燃气轮机叶片的主要材 料 。为了满足高性能航空发动机的设计需求 ,多年 来 ,各国十分重视镍基单晶高温合金的研制和开发 。 20世纪 80 年代以来 ,单晶高温合金一直沿着 其独特的道路发展 。随着合金设计理论水平的提高 和生产工艺的改进 ,相继出现耐温能力比第 1 代单 晶合金分别大约高 30℃和 60℃的第 2 代单晶合金 和第 3代单晶合金 ;第 2 代单晶高温合金的代表有 PWA1484〔1〕、CM SX - 4〔2〕等 ,第 3 代单晶高温合金 的代 表 有 CM SX - 10〔3〕、CM SX - 11〔4〕、ReneN6〔5〕 等 。研究表明〔6〕,第 3 代单晶高温合金 CM SX - 10 的耐温能力比第 2代单晶合金 CM SX - 4 (最高使用 温度约为 1163℃)的大约高 30℃,其使用温度可达
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2
航空发动机
仅供试用。
SC - 16
美8 美 10 法 16
5
6
8
6 — 0. 1 5. 6 1
6 3 — 2 — 0. 1 4. 8 4. 7
— 2. 8 — 3. 5 — — 3. 5 3. 5
AF - 56 美 12 8 2 4 5 — — 3. 4 4. 2 量
C32
俄 5 9 1. 1 8. 5 4 — — 6 —
2005年第 31卷第 3期
表 1 典型单晶高温合金的成分及应用实例
合金
国 别 Cr Co Mo W
成 分 Ta Re Hf A l
Ti N i
其它
密度
发动机
( g/ cm3 ) 应用实例
PWA1480 美 10 5 — 4 12 — — 5 1. 5
ReneN4 美 9 8 2 6 4 — — 3. 7 4. 2
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胡壮麒等 :镍基单晶高温合金的发展
3
Cr的含量只有 3%左右 ; 在第 4 代单晶合金 MC NG中 , Cr的含量降到 4%。Cr是抗环境腐蚀元素 。 通常认为 , Cr在合金中的含量低于 5%时 ,合金的抗 氧化 、抗腐蚀性能将恶化到不能允许的程度 。但是 , 对只含 2. 6% 的 Cr的 CM SX - 10 合金的热腐蚀试 验证明〔9〕,其抗腐蚀性能与已广泛用作燃气轮机叶 片的 CM247LC合金 (含 8%的 C r)和 CM SX - 10合 金 (含 6. 5%的 Cr)的相当 ,还优于含 9%的 C r的 DS MAR - M002合金 。这是由于合金中 Ta、Re的含量 较高 ( Ta + Re≈ 15% ) 。C r的含量降低 ,就允许加入 更多其他的合金化元素 ,从而保持组织稳定 ,这无疑 对合金性能的提高极为有利 。 (4) 稀土元素和 Ru、Ir的应用 。在第 2, 3代单 晶合金中 ,有许多添加了 Y、La、Ce等稀土元素〔10〕。 Y的加入 ( > 200 ×10 - 6 )可以明显改善单晶合金的 抗氧化性能〔11〕,而且对热疲劳性能也有好处 。俄罗 斯的 ЖС36合金不含 Ta,只含 2%的 Re,但其持久 强度却达到第 2代单晶合金的水平 ,原因之一是加 入了稀土元素 。另外 ,值得注意的是 ,在发展第 2, 3 代单晶合金中 , 试用了 1 种非常特殊的元素 Ru; General Electric和 ONERA 公司最先对添加 Ru的合 金进行了合金化实验〔12〕。通过实验可知 ,与 Re相 比 , Ru最明显的优势是具有较低的密度和较低的 TCP相析出的倾向 ; 添加 Ru的单晶高温合金表现 出优异的高温蠕变性能 。 2. 2 相组成特征 镍基单晶高温合金是高度复杂化的合金 ,通常 含有 6～10个合金化元素 。在显微组织正常的镍基 高温合金中 ,主要是 γ′相和 γ相 ,还有几种相是在 合金的服役过程中析出的 。 2. 2. 1 γ基体 γ基体是通常含有较大数量固溶元素 (如 Co、 Cr、Mo和 W )的连续分布的面心立方结构的镍基奥 氏体相 。尽管 N i不具有高的弹性模量和低的扩散 率 ,但 γ相基体非常适用于在最苛刻的温度条件下 工作的燃气涡轮发动机 。有些合金能在 0. 9TM (熔 点 )温度下使用 ,且在较低温度下的使用时间可达 100000h,其基本原因在于 : N i的第 3电子层基本饱 和 ,在合金化时容量大 ,相的稳定性很高 ;当加入 Cr 后 ,形成富 C r2 O3 的具有低的阳离子空位的保护层 , 从而降低了金属元素向外扩散的速率以及 O、N、S 和其他腐蚀气体向内的扩散速率 ;在高温下形成富 A l2O3 保护层 ,具有良好的抗氧化性 。
(2. Shenyang University of Technology, Shenyang 110023, China) Abstract: The development of the N i - base single crystal superalloys is introduced, and its composition, phase p re2
cip itation, heat treatment, endurance p roperty and strengthening mechanism are analyzed. The data of its endurance p roperty is listed, and the development trend of N i - base single crystal superalloys is pointed out. Key words: N i - base single crystal superalloys; composition; p roperty
—
余 量
6. 0Ru
( 1) C、B、Hf从“完全去除 ”转为“限量使用 ”。 这几种元素历来被看作是晶界强化元素 ,而且使合 金初熔温度降低 。由于单晶合金没有晶界 ,又要求 具有宽的热处理窗口 ,故在最初发展的商用单晶合 金 (如 PWA1480、CM SX - 2 等 )中是“完全去除 ”这 几种元素的 。但近年来发现 ,这些元素具有一些特 殊的作用 ,单晶合金不能缺少它们 。 (2) 难熔元素 ( Ta、Re、W、Mo) 的添加总量增
2005年第 31卷第 3期
航空发动机
1
镍基单晶高温合金的发展
胡壮麒 1 刘丽荣 1, 2 金 涛 1 孙晓峰 1 (1. 中国科学院金属研究所 ,沈阳 110016; 2. 沈阳工业大学 ,沈阳 110023)
摘要 :概述了镍基单晶高温合金的发展历程 ,分析了其成分 、相组成 、热处理的特征和持久变形及强化机制 ,给 出了其持久性能数据 ,并指出了发展趋势 。 关键词 :镍基单晶高温合金 成分 性能
SRR99
英8
5 — 10 3 — — 5. 5 2. 2
RR2000 英 10 15 3 — — — — 5. 5 4
AM 1
法 8 6 2 6 9 — — 5. 2 1. 2
AM 3
法 8 6 2 5 4 — — 6 2余
第
CM SX - 2 美 8
5
6
8
6 — — 5. 6 1
1 代
CM SX - 3 CM SX - 6
第 TM S - 138 日 2. 9 5. 9 3. 0 5. 9 5. 6 5. 0 0. 1 6. 0 — 余 2. 0Ru
4
代
MC - NG 法 4 < 0. 2 5
1
5
4 0. 1 6 0. 5 量 4. 0Ru
第 5 代
TM S - 162
日 2. 9 5. 8 4. 0 5. 8 5. 6 5. 0 0. 1 6. 0
2
5
7
3 0. 15 6. 2 — 余 0. 04B
第
0. 01Y
GE90
2
代
CM SX - 4 美 6. 5 9 0. 6 6 6. 5 3 0. 1 5. 6 1
F402 - RR - 408 8. 70 EJ200, RB211
CT - 80
SC180
美 5 10 2
5 8. 5 3 0. 1 5. 2 1 量
MC2
法 8 5 2 8 6 — — 5 1. 5
C36
俄 4. 2 8. 7 1 12 — 2 — 6 1. 2