镍基粉末高温合金冶金工艺的研究与发展
高温合金材料的研究进展
高温合金材料的研究进展高温合金材料是指在高温环境下具有优异性能的金属材料，它们被广泛应用于航空、航天、能源等领域。
随着科学技术的快速发展，高温合金材料不断得到改良和升级，其性能有了显著提高。
本文将介绍高温合金材料的研究进展及其应用领域的最新成果。
一、高温合金材料的分类及特点高温合金材料主要分为镍基、钴基和铁基合金三类。
镍基合金的使用最为普遍，具有高温强度、耐蠕变和耐热腐蚀等特点，被广泛应用于航空、石化、电力等领域。
钴基合金具有高温强度和耐热腐蚀性能，是工作温度达到1100℃以上的超高温合金的首选材料。
铁基合金具有出色的高温强度和韧性，被广泛应用于发电、汽车发动机等领域。
二、高温合金材料的研究进展高温合金材料的研究分为两个方向：一是提高强度和耐用性，二是减轻材料的重量，同时保持性能不变或提升。
本节将介绍高温合金材料的研究进展。
1. 镍基合金的研究镍基合金是目前应用最为广泛的高温合金材料。
近年来，镍基合金的研究主要集中在提高其高温强度和抗氧化性能。
一些先进镍基合金已经实现了工作温度达到1200℃以上。
此外，材料的质量也得到了改良，比如采用更高纯度的材料制备、优化材料的成份和微观结构等方法。
2. 钴基合金的研究钴基合金是超高温合金的首选材料，因为它们可以在1100℃以上的高温环境下保持高强度和良好的韧性。
近年来，钴基合金的研究主要集中在改进其热稳定性和强度。
一些研究表明，添加Ti和Mo、纳米颗粒等元素或采用先进的材料制备技术可以明显提高钴基合金的稳定性和强度。
3. 铁基合金的研究铁基合金具有出色的高温强度和韧性，是发电、汽车发动机等领域的首选材料。
近年来，铁基合金的研究主要集中在提高其高温强度和减轻其重量。
研究表明，添加Mo、Cr等元素或采用先进的制备工艺可以明显提高铁基合金的强度和耐用性。
三、高温合金材料在航空航天、石化和能源领域的应用高温合金材料广泛应用于航空、航天、石化、电力等领域。
下面将着重介绍高温合金材料在航空、石化和能源领域的应用。
镍基高温合金的研究与工程应用
镍基高温合金的研究与工程应用随着机械制造和航空航天工业的不断发展，对于高温高压材料的需求也越来越大。
而镍基高温合金便成为了解决这一难题的重要材料之一。
镍基高温合金具有优异的高温抗氧化性能、高强度和耐磨性等特点，成为了高端制造领域的首选材料之一。
本文将探讨镍基高温合金的研究和工程应用。
一、镍基高温合金的分类和组成镍基高温合金按所含元素定性可分为镍基合金、高温合金、超高温合金和热成形合金四类。
在这四个类别中，镍基合金和高温合金是大量被应用的两个类别。
镍基合金主要由镍、铬和铁组成，常常加入一定比例的铝、钛和钨等元素，其中铬的含量在10%~30%之间。
高温合金除包含镍、铬、铁外，还含有铝、钛、钪、钼等元素，富铝高温合金还含有少量的硼、锰、锆等元素。
二、镍基高温合金的性能镍基高温合金具有很强的高温抗氧化性能，能够保持高温下的结构稳定性，在较长时间内不会发生软化、变形和腐蚀。
这一性能通过合金中添加铝、硅、钆等元素进行增强。
同时，镍基高温合金还具有高强度和耐磨性，能够在高速摩擦和高压环境下保持稳定性能，避免失效和生产事故的发生。
三、镍基高温合金的研究目前，针对镍基高温合金的研究主要集中在材料的制备、加工、表面处理和性能优化等方面。
对于材料制备方面，热状态下的粉末冶金、熔炼和快速凝固技术是当前的研究热点。
通过这些制备方法，能够获得颗粒更细、晶粒更细的材料。
对于材料加工方面，高温合金在制造过程中需进行多次热加工和热处理，以获得其高强度、高稳定性的特点。
表面处理方面，通常蒸镀、喷涂等方法常常用于增强镍基高温合金的抗腐蚀性能。
性能优化方面，深入研究各类添加元素对于合金力学性能的影响，以及不同工艺对于合金微观结构的影响均是当前研究的方向之一。
四、镍基高温合金的应用随着工业技术的不断提高，镍基高温合金的应用领域越来越广泛。
在航空航天、军事、电力、船舶制造等领域，镍基高温合金都有广泛的应用。
一方面，镍基高温合金能够长时间保持在高温高压环境下的稳定性能，在火箭发动机、航空发动机和汽车发动机等高温机件中得到应用。
镍基高温合金生产工艺及其在核反应堆中的应用分析
镍基高温合金生产工艺及其在核反应堆中的应用分析镍基高温合金是一类具有优异高温性能的合金材料，广泛应用于航空、航天、能源等领域。
本文将介绍镍基高温合金的生产工艺及其在核反应堆中的应用分析。
一、镍基高温合金的生产工艺镍基高温合金的生产工艺主要包括原料选取、合金设计、熔炼铸造、热加工和热处理等环节。
1. 原料选取：镍基高温合金的主要成分是镍、铬、钼、钽等合金元素，其中镍是基体元素，其他元素用于合金强化和抗腐蚀。
原料选取需要保证材料的纯度和均匀性，以提高合金的性能。
2. 合金设计：根据合金的使用要求，通过调整合金元素的配比和含量，设计出具有优异高温性能的合金配方。
合金设计需要兼顾强度、塑性、耐腐蚀等综合性能。
3. 熔炼铸造：将选取的原料按照一定比例放入高温电炉中进行熔炼。
在熔炼过程中，需控制合金中各元素的含量，以及铸态组织的形成，避免夹杂物的产生。
4. 热加工：熔炼得到的合金块需要经过热加工，如热压、热挤压、热轧等，以改变合金的形状和尺寸。
热加工可以提高材料的塑性和强度，同时也能改善材料的晶粒结构和机械性能。
5. 热处理：通过热处理可以调控合金的晶粒尺寸和组织结构，提高合金的抗氧化、抗蠕变和抗疲劳性能。
热处理包括固溶处理、时效处理等环节，需根据合金的具体成分和要求进行选择。
二、镍基高温合金在核反应堆中的应用分析镍基高温合金由于其优异的高温性能，被广泛应用于核反应堆中的核燃料元件、包壳、涡轮、管道等关键部件。
1. 核燃料元件：在核反应堆中，核燃料元件是承载核燃料的重要部件。
镍基高温合金具有良好的抗辐照性能、高温强度和耐腐蚀性能，可用于制造核燃料元件的包壳和结构支撑杆。
2. 反应堆包壳：核反应堆的反应堆包壳需要承受高温和高压的环境。
镍基高温合金具有优异的耐热性和耐腐蚀性，能够在高温和强酸环境中保持稳定的性能，因此可用于制造核反应堆的包壳。
3. 涡轮：核反应堆中的涡轮是转动设备，要求具有较高的强度和耐热性。
镍基高温合金具有出色的高温强度和耐蠕变性能，适合用于制造核反应堆的涡轮叶片。
镍合金材料制备工艺研究与优化
镍合金材料制备工艺研究与优化镍合金是一类具有优异性能的金属材料，被广泛应用于航空航天、化工、能源等领域。
为了进一步提高镍合金材料的性能和可靠性，制备工艺的研究与优化显得尤为重要。
本文将从镍合金材料的制备过程、常见工艺方法以及优化方面展开讨论。
一、镍合金材料的制备过程镍合金材料的制备过程主要包括合金熔炼、坯料制备、加工成形和热处理等环节。
1. 合金熔炼：镍合金的制备首先需要进行合金熔炼，将合适比例的镍基和其他合金元素进行熔融混合。
这个过程中需要控制合金成分的准确性和均匀性，确保合金的化学成分达到要求。
2. 坯料制备：熔炼得到的合金需要进一步加工为坯料，通常包括铸造、锻造、热轧等工艺。
这些工艺的选择将直接影响到合金的组织结构和性能。
3. 加工成形：将坯料加工成所需的形状，常见的加工方法有锻造、铸造、粉末冶金等。
在加工过程中需要严格控制温度、应变速率等参数，以保证合金的力学性能。
4. 热处理：热处理是镍合金材料制备过程中的重要环节，通过调控合金的组织结构和相变行为，可以显著改善材料的性能。
常见的热处理方法包括退火、固溶处理和时效处理等。
二、常见的镍合金制备工艺方法1. 真空熔炼法：真空熔炼是制备高纯度镍合金的常用方法之一。
该方法通过在真空条件下熔炼合金，能够有效去除气体和杂质，从而提高合金的纯度和均匀性。
2. 粉末冶金法：粉末冶金法是一种制备镍合金形状复杂零件的有效方法。
通过将金属粉末与其他添加剂混合、压制成型、烧结等步骤，可以制备出具有良好性能的镍合金制品。
3. 电化学制备法：电化学制备法是通过电化学反应在电解液中沉积金属离子，制备出镍合金材料。
该方法具有工艺简单、成本低廉等优点，适用于大面积镍合金薄膜的制备。
三、镍合金材料制备工艺的优化镍合金材料的制备工艺优化可以从以下几个方面进行考虑：1. 材料设计与优化：根据应用需求，合理选择镍合金的成分和比例。
通过调整合金配料，可以改变合金的力学性能、耐腐蚀性等特性。
镍基粉末高温合金冶金工艺的研究与发展
Ｆ ｇ Ｉｌ ｓ ｒ ｔｏ ｆｐ ｗ ｄ ｒ ｉ ．１ ｉｕ ： ａ ｉ ｎ ｏ ｏ ｅ ｐｏ ｕ ｎ ， ｅ ｓ ｒ ｄ ￣ｉｇ ｐ ｏ ｅ ｓ
旋 转 电 极 法 指 将 原 料 台 金 作 为 旋 转 自耗 电极 ， 用 固 定 的 钨 电 极 产 生 的 电 弧 或 用 等 离 子 电 弧 连 续 熔 化 电 极 ，旋 转 电 极 端 部 熔 化 的 金 属 液 滴 在 离 心 力 作 用 下 飞 出 ，形 成 细 小 的球 状 颗 粒 ，颗 粒 大 小 是 由 电功 率 参 数 ， 电极 直 径 ，电 极 转 速 等 参 数 决 定 的 一 般 电 极 直 径 为 ５ ～ ７ ｍｍ． 由 于 没 有 坩 埚 耐 火 材 料 的 污 染 ， 因 ０ ５ 而 粉 末 的 气 体 含 量 保 持 原 来 台 金 的 水 平 。与 ＡＡ 法 相
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诞生 于 ６ ０年 代 末 ， 经 三 十 多 年 的 发 展 ， 末 冶 金 高 历 粉 温 合 金 工 艺 已 进 人 崭 新 的 发 展 阶 段 ， 成 为 当 前 高 性 能 、高 使 用 温 度 先 进 燃 气 发 动 机 涡 轮 材 料 制 造 最 成 熟 和 最 可靠 的 方 法 镍 基 粉 末 高 温 合 金 涡 轮 盘 已 广 泛 用 于 美 、俄 、英 等 国 各 种 先 进 航 空 发 动 机 的 研 制 和 生 产 中 ，在 粉 末 高 温 合 金 研 究 领 域 ，美 国 和 俄 罗 斯 居 于 世
国 为 民 ， 冯 涤 ，吴 剑 涛 ， 张 凤 戈 ． 张 莹 ， 张 义 文 （ 铁 研 究 总 院 ， 北 京 １ ０ ８ ） 钢 ０ ０ １
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镍基合金研究报告
镍基合金研究报告本文以镍基合金为研究对象，介绍了镍基合金的特点、制备方法、应用领域以及未来研究方向。
镍基合金具有高温强度、耐腐蚀性能好、热膨胀系数小等优点，在航空、航天、能源等领域有广泛应用。
未来的研究方向包括改善合金性能、提高制备效率、拓展应用领域等。
关键词：镍基合金、制备方法、应用领域、研究方向一、引言镍基合金是一类以镍为基础元素，添加其他合金元素制成的合金材料。
镍基合金具有高温强度、耐腐蚀性能好、热膨胀系数小等优点，在航空、航天、能源等领域有广泛应用。
本文将介绍镍基合金的特点、制备方法、应用领域以及未来研究方向。
二、镍基合金的特点1.高温强度镍基合金具有优异的高温强度，可在高温下保持较高的强度和韧性，长期使用不会发生塑性变形和断裂。
这种性质使镍基合金在高温下具有很好的应用前景。
2.耐腐蚀性能好镍基合金具有良好的耐腐蚀性能，可耐受强酸、强碱、盐水等腐蚀介质的侵蚀。
这种性质使镍基合金在化工、石油、海洋等领域有广泛应用。
3.热膨胀系数小镍基合金的热膨胀系数小，可在高温下保持较好的尺寸稳定性，不会因温度变化而导致形变和破坏。
三、镍基合金的制备方法1.真空熔炼法真空熔炼法是一种制备高品质镍基合金的方法，其制备过程中可实现高温、高真空度的环境，减少了氧、氮等杂质的污染，提高了合金的纯度和品质。
2.粉末冶金法粉末冶金法是一种制备镍基合金的常用方法，其制备过程中可控制合金成分和结构，提高了合金的稳定性和性能。
3.热等静压法热等静压法是一种通过高温、高压下实现合金粉末的烧结和成型的方法，可制备出高密度、高性能的镍基合金材料。
四、镍基合金的应用领域镍基合金在航空、航天、能源等领域有广泛应用，主要应用于以下方面：1.航空领域镍基合金可用于制造高温下的航空发动机叶片、涡轮盘、燃烧室等部件，具有较好的高温强度和耐腐蚀性能。
2.航天领域镍基合金可用于制造航天器的发动机、燃烧室、涡轮等部件，具有较好的高温强度和耐腐蚀性能。
K465镍基高温合金的研究共3篇
K465镍基高温合金的研究共3篇K465镍基高温合金的研究1K465镍基高温合金的研究随着工业化的发展，高温合金已经成为一种非常重要的材料。
高温合金具有高温下的稳定性和耐腐蚀性，在一些高温环境下有着广泛的应用。
K465镍基高温合金是一种应用广泛的高温合金。
K465镍基高温合金是一种有着优秀高温性能的金属材料。
它的主要成分是镍、铬和钼。
在高温下，K465合金具有良好的耐氧化性和耐腐蚀性。
这种合金在高温下还具有高的强度和良好的塑性。
K465合金是一种适用于航空、化工等领域的高性能材料。
K465镍基高温合金的研究是一项重要的课题。
近年来，K465合金的研究已经成为了材料科学领域的研究热点之一。
在国内外的研究者的共同努力下，K465高温合金已经取得了一系列的进展。
在K465镍基高温合金的研究中，研究者首先需要了解合金的组成和结构。
这项工作是研究的基础。
合金的组成和结构可以影响合金的性能和应用范围。
随着先进技术的不断发展，合金组成和结构的分析方法也得到了很大的提升。
现代的分析方法可以从微观和宏观两个方面对材料进行分析。
在K465镍基高温合金的研究中，还需要对合金的物理和化学性质进行研究。
材料的性质直接影响着材料的应用。
通过实验方法，可以对K465合金的物理和化学性质进行深入的了解，为合金的应用和改进提供科学依据。
在K465镍基高温合金的研究中，研究者也需要了解合金在高温环境下的行为。
高温下的合金的性能与室温下的合金不同，因此了解合金在高温环境下的行为对高温合金的应用和改进至关重要。
高温实验平台的建设和实验方法的研究也是这一领域的重要方向。
总的来说，K465镍基高温合金的研究是一项复杂而重要的课题。
在这一领域，需要有跨学科的研究和合作。
随着高温合金研究的不断深入，K465合金的应用范围也将会不断扩大，为科技的进步和工业的发展做出越来越大的贡献综上所述，K465镍基高温合金的研究需要综合运用现代分析方法，深入了解其组成、结构、物理和化学性质以及在高温环境下的行为，从而开发出更优质的合金材料，促进科技和工业的发展。
镍基高温合金材料的研究进展
镍基高温合金材料的研究进展一、本文概述镍基高温合金材料作为一种重要的金属材料，以其出色的高温性能、良好的抗氧化性和优异的力学性能，在航空航天、能源、化工等领域具有广泛的应用。
随着科技的快速发展，对镍基高温合金材料的性能要求日益提高，其研究进展也备受关注。
本文旨在全面综述镍基高温合金材料的最新研究进展，包括其成分设计、制备工艺、组织结构、性能优化以及应用领域等方面，以期为未来镍基高温合金材料的进一步发展提供理论支持和指导。
本文首先介绍了镍基高温合金材料的基本概念和特性，概述了其在不同领域的应用现状。
随后，重点分析了镍基高温合金材料的成分设计原理，包括合金元素的选取与配比，以及如何通过成分调控优化材料的性能。
在制备工艺方面，本文介绍了近年来出现的新型制备技术，如粉末冶金、定向凝固、热等静压等，并探讨了这些技术对材料性能的影响。
本文还深入探讨了镍基高温合金材料的组织结构特点，包括相组成、晶粒大小、位错结构等，并分析了这些结构因素对材料性能的影响机制。
在性能优化方面，本文总结了通过热处理、表面处理、复合强化等手段提高镍基高温合金材料性能的研究进展。
本文展望了镍基高温合金材料在未来的发展趋势和应用前景，特别是在新一代航空航天发动机、核能发电、高温传感器等领域的应用潜力。
通过本文的综述，旨在为相关领域的研究人员和企业提供有益的参考和借鉴，推动镍基高温合金材料的进一步发展和应用。
二、镍基高温合金的基础知识镍基高温合金，也称为镍基超合金，是一种在高温环境下具有优异性能的特殊金属材料。
它们主要由镍元素组成，并添加了各种合金元素，如铬、铝、钛、钽、钨、钼等，以优化其热稳定性、强度、抗氧化性、抗蠕变性和耐腐蚀性。
镍基高温合金的这些特性使其在航空航天、能源、石油化工等领域具有广泛的应用。
镍基高温合金之所以能够在高温环境下保持优异的性能，主要得益于其微观结构的特殊性质。
这些合金在固溶处理和时效处理后，会形成一系列复杂的金属间化合物，如γ'、γ''和γ'″等，这些化合物在基体中弥散分布，起到了强化基体的作用。
镍基高温合金的研究和应用
镍基高温合金的研究和应用王睿【摘要】镍基高温合金是通常以镍铬为合金基体,并根据具体需求加入不同的合金元素,从而形成的单一奥氏体基体组织.由于镍元素在化学稳定性、合金化能力和想稳定性上的优势,镍基高温合金相对于铁基和钴基高温合金具有更优异的高温强度、抗疲劳性能、抗热腐蚀性、组织稳定性等性能.经过几十年发展和完善,我国高温合金领域在合金设计方法、合金种类、冶炼和热处理工艺、工业化管理等方面均取得了较大的进展,而凭借其独特的优势,镍基高温合金已经成为当代航空航天和燃气轮机工业中地位最重要的高温结构材料.本文主要从常见镍基高温合金分类、冶炼工艺和处理方式、强化机理以及合金化等方面,简要介绍了镍基高温合金的主要研究进展和实际应用.%Nickel-base high-temperature alloys are usually made of nickel-chromium alloy and different alloy elements are added according to specific requirements, thus forming a single austenitic matrix. Because of the advantages of chemical stability, alloying ability and relative stability of nickel element, Nickel-base high-temperature alloys has more excellent high temperature strength, fatigue resistance, thermal properties, such as corrosion resistance, stability of the organization. After decades of development and improvement, the high temperature alloys in China have made great progress in the aspects of alloy design methods, alloy types, smelting and heat treatment processes, industrialization management, etc. With their unique advantages, Ni-based superalloys have become themost important high temperature structural materials in the aerospace and gas turbine industries. In this paper, the main research progress andpractical application of nickel-based superalloy are briefly introduced from the aspects of classification, smelting process and treatment, strengthening mechanism and alloying of common Ni-based superalloys.【期刊名称】《化工中间体》【年(卷),期】2017(000)007【总页数】2页(P50-51)【关键词】镍基高温合金;航空航天【作者】王睿【作者单位】江苏省常州市武进区前黄高级中学国际分校江苏 213000【正文语种】中文【中图分类】T高温合金特指以镍、钴、铁或三者与铬的合金为基体,能够承受苛刻的机械应力和600℃以上高温环境的一类高温结构材料.它一般具有较高的室温和高温强度、良好的抗蠕变性能和疲劳性能、优良的抗氧化性和抗热腐蚀性能、优异的组织稳定性和使用可靠性.上个世纪50年代初,我国通过仿照前苏联,自主研制并生产了出第一款高温合金GH3030,从而拉开了我国对于高温合金研究和应用的序幕.20世纪60年代初,我国投入大量人力和物力研究高温合金等军工领域用材料,许多高温合金的研究和生产中心在此时得以建立,并且引进了大量的科研和检测设备.这一阶段,考虑到我国本身存在quot;缺钴少镍quot;的情况,因此我国在高温合金领域特别是铁基高温合金上取得了前所未有的突破,研究和生产均出具规模,生产了诸如GH4037、K417等多个牌号的高温合金.但是由于基体本身化学和物理性质的原因,铁基高温合金在多方面均远逊色与同成分的镍基高温合金,因此在改革开放后,镍基高温合金逐渐成为我国高温合金研究和生产的主体,通过全面紧扣镍原矿,引进欧美技术,我国在粉末镍基高温合金,单晶镍基高温合金和定向凝固柱晶高温合金等尖端领域均取得了重大突破,先后推出了FGH 系列粉末涡轮盘材料,第一、二代单晶镍基高温合金DD402、DD26等.本文主要从镍基高温合金常见分类、冶炼和制备工艺、强化机理和合金化、实际应用等几个方面来简要介绍了镍基高温合金的研究发展.镍基高温合金具有许多种类,通常按照成型工艺的不同,将其分为铸造高温合金和变形高温合金.铸造高温合金由铸造工艺制备,通常分为等轴晶、定向柱晶和单晶三种.而变形高温合金普遍由粉末工艺制备,分为粉末高温合金和弥散强化型高温合金,通常具有良好的冷热加工性能和力学性能.(1)粉末高温合金利用粉末冶金工艺制造而成的高温合金称为粉末高温合金.传统铸造-锻造工艺制成的高合金化高温合金,存在宏观偏析严重、难于成型、疲劳性低等缺点,因此在工艺生产中并未大规模使用.随着粉末工艺的推广,通过在真空或惰性气体气氛下,以制粉工艺将高合金化难变形高温合金制成细小粉末,再通过不同的成形法制成目标合金.由于晶粒细小、成分均匀、微观偏析轻微,故相对于传统铸造合金,粉末高温合金往往在热加工性能,屈服强度和疲劳强度等力学性能上均得到较大提升.目前我国常用的粉末高温合金主要有FGH系列等,其中80年代研制的FGH95是目前强度最高的粉末高温合金.(2)定向柱晶高温合金通过定向凝固技术,使得合金内的横向晶界被消除,制备出只保留了平行于主应力轴的单一晶界的合金称为定向柱晶高温合金.定向凝固柱晶工艺通过螺旋选晶器或籽晶法,只允许一个柱状晶生长,可制成消除一切晶界的单晶涡轮叶片或导向叶片.定向柱晶高温合金具有优异的高温强度和屈服强度,并且相较于单晶高温合金,工艺更为简单、制作成本和检验成本也更低,因此定向柱晶高温合金被广泛应用于涡轮叶片的制造.(3)单晶高温合金采用定向凝固工艺消除所有晶界的高温合金称为单晶高温合金.单晶高温合金同样采用定向凝固技术,但是在型壳设计上增加了单晶选择通道.由于合金内一切晶界被消除,合金化程度很高,其高温强度、疲劳性能等力学性能相对于等轴晶和定向柱晶高温合金有了大幅度的提高,因此在尖端航空领域,单晶高温合金得到广泛应用,比如美国F35战斗机涡轮叶片所采用的的即使第三代镍基单晶高温合金CMSX-10.但是单晶高温合计由于制造成本相对较高、工艺复杂,因此使用受到局限.不同种类的镍基高温合金采用的制备方式截然不同,定向柱晶高温合金和单晶高温合金均采用定向凝固技术,粉末高温合金采用粉末冶金工艺方法生产,而传统的铸造高温合金采用铸-锻工艺生产.粉末高温合金和单晶高温合金是时下应用最前沿的两类镍基高温合金,因此对于其制备方法的研究是具有直接代表意义的.(1)定向凝固技术制备单晶高温合金和定向柱晶高温合金通常采用定向凝固技术,二者差别在于单晶高温合金往往会增设单晶选择通道.现在常用的定向凝固技术有,高速凝固法(HRS)、液态金属冷却法(LMC)、发热剂法(EP)和功率降低法(PD)等,这其中高速凝固法和液态金属凝固冷却法是目前应用最广的制造工艺.高速凝固法(HRS)通过在加热区底部增设了隔热挡板,并且在水冷底盘添加水冷套,使浇注后型壳与加热器之间发生了相对移动,增大了挡板附近的温度梯度,从而实现细化组织,消除晶界各异性的目的.液态金属冷却法(LMC)则是通过加入一个冷却剂槽,通常以锡为冷却剂.当合金熔体浇注成型后,将其从加热器中移出并逐渐匀速浸入到液态锡冷却剂中,这样在合金凝固表面和内部形成了较大的温度梯度,促使晶粒以单一方向生长.通过控制诸如冷却剂温度、浸入速率等参数可以调整合金的晶粒尺寸.(2)粉末冶金工艺粉末冶金工艺通常分为粉末制备和粉末固结两个阶段.目前在实际生产中的粉末制备工艺主要采用气体雾化法和旋转电极法.气体雾化法又被称为AA法,首先将真空熔炼过的母合金加入到雾化设备中,在真空环境下进行重熔,熔解的合金经由漏嘴流出后,在高压气体流的冲击下被雾化成粉末,其中氩气是最常用的气体.旋转电极法则是将合金料在高速旋转,利用固定的钨电极产生等离子弧来连续熔化合金料,这样在离心力的作用下,形成的液滴飞出形成了细小的粉末.粉末制备成功后,需要进行固结以便成形.由于传统的高温合金粉末中往往含有难烧结且易氧化元素,因此在传统的直接烧结工艺下成形相当困难,必须引入高温高压气氛.目前常见的粉末固结方式有真空热压成形、热等静压成形、热挤压和锻造、电火花烧结等成型方法,其中热等静压和热挤压是国内常用的两个工艺.镍基高温合金的强化效应通常组织强化和工艺强化两种.第一种是因为高温合金中的合金元素和基体元素相互作用,引起组织的变化而产生的强化效应.工艺强化是通过改良生产工艺、处理方式、锻造工艺等来实现对高温合金性能的提升.众多强化方式中,合金化对于高温合金性能的改变尤为重要.镍可以通过固溶、形成第二相等方式与加入的合金元素相互作用,其中常见的合金元素有Cr,W,Mo,Re,Al,Ti,Ta,C,B,Zr和稀土元素等十余种合金元素,这些元素在合金中起着不同的作用.Cr是镍基高温合金中含量相对较高的一个元素,它以固溶态存在于基体中,从而改善镍基高温合金的抗氧化性和抗热腐蚀性.W和Mo通过提高扩散激活能,降低合金中的扩散,从而增强原子间结合力,提高合金的硬度和高温强度.Al 是最主要的γ'相形成元素,且在高温下能形成保护性的氧化膜,提高合金的抗氧化性能,因此Al也常被用于表面化处理.其他如C,B,Zr和稀土元素等微量元素,在镍基高温合金中的含量均在1%以下,但是也起着很强的作用.经过几十年的研究和发展,镍基高温合金虽已经在多个方面均取得较大的突破,但为了满足航空、航天领域对于高性能高温合金材料不断增加的需求,也为了应对相关领域的国际竞争,增加我国的制空竞争力,在以后得研究中仍得从以下几个方面加强:(1)建立和完善更有效的合金设计方法,通过调整合金元素的比例,改善制造工艺来得到强度更高,质量更轻,成本更低的镍基高温合金;(2)应该对尖端高温合金诸如第三代单晶高温合金、第五代粉末高温合金的研制,改善制备工艺,使得这类合金的性能和质量更加稳记录并完善合金的性能和数据;(3)要扩大应用范围,扩展对于民用燃气轮机中高温合金的研制和开发.总之,镍基高温合金是航空航天领域发展的核心关键,高温材料的强度决定了飞机发动机的推重比和性能,因此研究镍基高温合金是认识材料领域,了解我国乃至世界航空航天领域发展,探索我国国防事业的一块敲门砖.王睿,男,江苏省常州市武进区前黄高级中学国际分校;研究方向:材料类.【相关文献】[1]郭建亭.高温材料学[J].北京:科学出版社,2010.06.[2]张义文.粉末高温合金研究进展[J].中国材料进展,2013年第1期.[3]孙晓峰.镍基单晶高温合金研究进展[J].中国材料进展,2012年第12期.[4]王斌,Al对高温合金高温抗氧化性能的影响[J].材料热处理技术,2012年5月.。
粉末高温合金研究进展
粉末高温合金研究进展一、本文概述粉末高温合金，作为一种重要的金属材料，以其出色的高温性能、优异的力学性能和良好的抗腐蚀能力，在航空航天、能源、化工等领域具有广泛的应用前景。
随着科技的不断进步，对粉末高温合金的性能要求也越来越高，因此，对粉末高温合金的研究显得尤为重要。
本文旨在全面综述粉末高温合金的研究进展，包括其制备工艺、组织结构、性能优化以及应用领域等方面。
我们将简要介绍粉末高温合金的基本概念、特点以及应用领域，然后重点分析当前粉末高温合金的制备方法及其优缺点，包括粉末冶金法、机械合金化法、自蔓延高温合成法等。
接着，我们将探讨粉末高温合金的组织结构对其性能的影响，以及如何通过调控组织结构来优化其性能。
我们还将对粉末高温合金在高温、强腐蚀等极端环境下的性能表现进行深入研究。
我们将展望粉末高温合金的未来发展趋势，包括新材料的开发、新技术的应用以及新工艺的研发等方面，以期为推动粉末高温合金的研究和应用提供有益的参考和借鉴。
二、粉末高温合金的制备技术粉末高温合金的制备技术近年来取得了显著的进步，为高温环境下的应用提供了强有力的材料支持。
粉末高温合金的制备主要包括粉末制备、粉末冶金、热处理及精密加工等关键步骤。
粉末制备是粉末高温合金制造的基础。
目前，常用的粉末制备方法有气相沉积法、液态金属雾化法、机械合金化法等。
其中，液态金属雾化法因其生产效率高、粉末质量稳定而被广泛应用。
这种方法通过高速气流将液态金属破碎成细小的液滴，并迅速冷却凝固成粉末。
粉末冶金是将粉末进行压制和烧结，以获得所需形状和性能的合金材料。
压制过程中，通过模具和压力使粉末颗粒紧密结合，形成具有一定形状和密度的坯料。
烧结则是在一定温度和气氛下，使粉末颗粒间发生原子扩散和结合，形成连续的合金基体。
热处理是粉末高温合金制备过程中的重要环节，用以调整材料的组织结构、提高性能。
通过控制加热温度、时间和冷却速度等参数，可以优化合金的相组成、晶粒大小和分布，进一步提高高温强度、抗蠕变性能和热稳定性。
镍基高温合金的研究现状与发展前景
镍基高温合金的研究现状与发展前景唐中杰;郭铁明;付迎;惠枝;韩昌松【期刊名称】《金属世界》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】5页(P36-40)【作者】唐中杰;郭铁明;付迎;惠枝;韩昌松【作者单位】兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室,甘肃兰州730050;兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室,甘肃兰州730050;兰州理工大学有色金属合金及加工教育部重点实验室,甘肃兰州730050;兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室,甘肃兰州730050;兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室,甘肃兰州730050;兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室,甘肃兰州730050【正文语种】中文内容导读航空发动机的工作叶片、涡轮盘、燃烧室等关键的高温部件都会使用镍基高温合金。
它不但有良好的高温抗氧化和抗腐蚀能力，而且有较高的高温强度、蠕变强度和持久强度，以及良好的抗疲劳性能。
文章综述了镍基高温合金的研究进展，主要介绍了合金体系、强化方式、主要制备工艺、应用领域，以及合金中的夹杂物及净化的情况，并介绍了镍基高温合金的发展趋势做了展望前景。
镍基高温合金应向低制作成本、高强度、抗热腐蚀性、小密度的方向发展：保持组织稳定性，提高材料高温强度；发展耐热腐蚀性能优越的单晶合金；开发密度尽量小的单晶高温合金；降低成本，减少昂贵的金属元素添加量。
镍基高温合金一般在600℃以上承受一定应力的条件下工作，它不但有良好的高温抗氧化和抗腐蚀能力，而且有较高的高温强度、蠕变强度和持久强度，以及良好的抗疲劳性能。
主要用于航天航空领域高温条件下工作的结构部件，如航空发动机的工作叶片、涡轮盘、燃烧室等。
但是制备镍基合金的过程中会混入夹杂物，严重影响材料的疲劳性能，使结构材料部件的寿命得不到保证，限制了合金的更广泛应用。
本文介绍了国内外关于镍基高温合金的研究进展情况，以及合金体系、强化方式、制备方法以及应用领域，同时对合金中的夹杂物及净化的进展情况也做了介绍。
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。
[材料论文]Inconel_718镍基高温合金分析与研究_午虎特种合金技术部
![[材料论文]Inconel_718镍基高温合金分析与研究_午虎特种合金技术部](https://img.taocdn.com/s3/m/567e2dc669eae009581becf1.png)
【材料论文】Inconel 718镍基高温合金分析与研究-午虎特种合金技术部一、Inconel 718 概述Inconel 718合金是以体心四方的γ"和面心立方的γ′相沉淀强化的镍基高温合金，在-253～700℃温度范围内具有良好的综合性能,650℃以下的屈服强度居变形高温合金的首位,并具有良好的抗疲劳、抗辐射、抗氧化、耐腐蚀性能,以及良好的加工性能、焊接性能和长期组织稳定性，能够制造各种形状复杂的零部件，在宇航、核能、石油工业中，在上述温度范围内获得了极为广泛的应用。
该合金的另一特点是合金组织对热加工工艺特别敏感，掌握合金中相析出和溶解规律及组织与工艺、性能间的相互关系，可针对不同的使用要求制定合理、可行的工艺规程，就能获得可满足不同强度级别和使用要求的各种零件。
供应的品种有锻件、锻棒、轧棒、冷轧棒、圆饼、环件、板、带、丝、管等。
可制成盘、环、叶片、轴、紧固件和弹性元件、板材结构件、机匣等零部件在航空上长期使用。
1.1 Inconel 718 材料牌号Inconel 7181.2 Inconel 718 相近牌号Inconel 718(美国),NC19FeNb(法国)1.3 Inconel 718 材料的技术标准GJB 2612-1996 《焊接用高温合金冷拉丝材规范》HB 6702-1993 《WZ8系列用Inconel 718合金棒材》GJB 3165 《航空承力件用高温合金热轧和锻制棒材规范》GJB 1952 《航空用高温合金冷轧薄板规范》GJB 1953《航空发动机转动件用高温合金热轧棒材规范》GJB 2612 《焊接用高温合金冷拉丝材规范》GJB 3317《航空用高温合金热轧板材规范》GJB 2297 《航空用高温合金冷拔（轧）无缝管规范》GJB 3020 《航空用高温合金环坯规范》GJB 3167 《冷镦用高温合金冷拉丝材规范》GJB 3318 《航空用高温合金冷轧带材规范》GJB 2611《航空用高温合金冷拉棒材规范》YB/T5247 《焊接用高温合金冷拉丝》YB/T5249 《冷镦用高温合金冷拉丝》YB/T5245 《普通承力件用高温合金热轧和锻制棒材》GB/T14993《转动部件用高温合金热轧棒材》GB/T14994 《高温合金冷拉棒材》GB/T14995 《高温合金热轧板》GB/T14996 《高温合金冷轧薄板》GB/T14997 《高温合金锻制圆饼》GB/T14998 《高温合金坯件毛坏》GB/T14992 《高温合金和金属间化合物高温材料的分类和牌号》HB 5199《航空用高温合金冷轧薄板》HB 5198 《航空叶片用变形高温合金棒材》HB 5189 《航空叶片用变形高温合金棒材》HB 6072 《WZ8系列用Inconel 718合金棒材》1.4 Inconel 718 化学成分该合金的化学成分分为3类：标准成分、优质成分、高纯成分，见表1-1。
镍基铸造高温合金k452高温氧化行为及机制的研究
镍基铸造高温合金k452高温氧化行为及机制的研究现代工业中，高温铸造合金被广泛用于高温激烈的环境，它的表面氧化反映了其在高温下的抗腐蚀性。
镍基铸造高温合金K452是一种具有优良抗氧化性能和高温强度的高温合金，它可以抵抗高温条件下复杂的氧化环境。
本文就K452高温合金的高温氧化行为及其机制进行研究。
K452高温合金由60.3%镍，15.2%钼，13.2%铬，9.7%钴，1.6%钛组成，其他元素构成量在0.4％以内。
它具有良好的抗氧化性能，因此可以用于在极端条件下工作的各种工程。
K452高温合金的高温氧化行为的研究分为室温和高温两个阶段。
在室温下，K452合金表面发生了轻微的氧化，铬氧化物在表面形成可见层；在高温氧化过程中，氧化物在表面聚集形成薄膜，质量分数提高，表面结构变得粗糙。
在K452高温合金高温氧化的机制方面，高温下的氧化反应有两种活性，即表面活性和体内活性。
表面活性是指温度高于合金的物理凝固点时，由于表面晶界的温度比内部晶界的温度要高的现象，造成表面形成氧化物。
体内活性则是指结构内部的晶界张力和温度差导致了体内对氧的活化，从而使高温合金表面发生氧化反应。
此外，K452高温合金的高温氧化性能在很大程度上取决于其组成中的金属元素分布。
因此，本文还研究了K452合金中铬，镍，钼，钴和钛的金属区域分布和高温氧化行为之间的关系。
实验结果表明，钛、钼和铬可以有效促进K452合金的氧化行为。
本文就K452高温合金的高温氧化行为及其机制进行研究。
室温下，表面出现轻微的氧化；高温下，氧化物在表面聚集形成薄膜，质量分数增加，表面结构变得粗糙。
K452高温合金的高温氧化反应具有表面活性和体内活性，合金组成中的金属元素分布对其氧化性能有很大的影响；钛、钼和铬可以有效促进K452合金的氧化行为。
由此可见，K452高温合金是一种具有优良抗氧化性能和高温强度的高温合金，具有广泛的工程应用前景。
本文就K452高温合金的高温氧化行为及其机制进行了研究，为今后开展更深入的研究奠定了基础。
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。
粉末高温合金的研究与发展
ZHANG Y-i wen, SHANGGUAN Yong- heng ( High T emperature M ater ials Resear ch Institute, CISR I, Beijing 100081, China;
21Beijing General Institute of Nonfer rous M etal, beijing 100088, China)
为了 提高 发动 机的 安全 可靠 性和 使用 寿命, GEAE 公司根据空军的要求, 采用 AA 制粉+ HEX + IT F 工艺, 于 1988 年 研制 出了 Ren88DT 粉 末 盘, 用于 GE80E1、CFM 56- 5C2 和 GE90 发动机上, 其中 GE90 发动机首先装配在波音 777 民航机上。 美国在军机和民机上都在使用 Ren88DT 粉末盘。
美国从七十年代末开始对双性能粉末盘开展了
大量的研究工作, 于 1997 年将双性能粉末盘用在了 第四代战斗机 F22 的发动机 F119 上。
俄罗斯粉末高温合金的研究始于上一世纪六十
年代末。全俄轻合金研究院( ) 于 1973 年建 立了粉末高温合金研发实验室, 开始研制粉末盘, 其 生产工艺为等离子旋转电极工艺( PREP) 制粉+ AsH IP 成形。于 1974 年研制出了第一个 560 mm 的 6和 741粉末涡轮盘, 并于 1975 年生产 出了第一个工业批生产的大尺寸军机用 6和
粉末冶金工业
POWDER METALLURGY INDUSTRY
V ol. 14 N o. 6 D ec. 2004
粉末高温合金的研究与发展
张义文1, 上官永恒2
( 11 钢铁研究总院高温材料研究所 , 北京 100081; 21 北京有 色金属研究总院, 北京 100088)
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。
高温合金的研究现状
航空航天镍基高温合金的研究现状1万艳松2鞠祖强南昌航空大学航空制造工程学院10032129 万艳松南昌航空大学航空制造工程学院10032121 鞠祖强摘要简单介绍了镍基高温合金的发展历程，综述了近年来镍基高温合金的研究进展，并探讨了镍基高温合金的应用和发展趋势。
关键字：镍基高温合金性能发展现状1.引言高温合金是一种能够在600℃以上及一定应力条件下长期工作的金属材料，而镍基高温合金是以镍为基体(含量一般大于50%) 在650～1000℃范围内具有较高的强度和良好的抗氧化、抗燃气腐蚀能力的高温合金。
2.镍基高温合金发展过程镍基高温合金(以下简称镍基合金)是30年代后期开始研制的。
英国于1941年首先生产出镍基合金Nimonic 75(Ni-20Cr-0.4Ti)；为了提高蠕变强度又添加铝，研制出Nimonic 80(Ni-20Cr-2.5Ti-1.3Al)。
美国于40年代中期，苏联于40年代后期，中国于50年代中期也研制出镍基合金。
镍基合金的发展包括两个方面：合金成分的改进和生产工艺的革新。
50年代初，真空熔炼技术的发展，为炼制含高铝和钛的镍基合金创造了条件。
初期的镍基合金大都是变形合金。
50年代后期，由于涡轮叶片工作温度的提高，要求合金有更高的高温强度，但是合金的强度高了，就难以变形，甚至不能变形，于是采用熔模精密铸造工艺，发展出一系列具有良好高温强度的铸造合金。
60年代中期发展出性能更好的定向结晶和单晶高温合金以及粉末冶金高温合金。
为了满足舰船和工业燃气轮机的需要，60年代以来还发展出一批抗热腐蚀性能较好、组织稳定的高铬镍基合金。
在从40年代初到70年代末大约40年的时间内，镍基合金的工作温度从700℃提高到1100℃，平均每年提高10℃左右。
3.镍基高温合金成分和性能镍基合金是高温合金中应用最广、高温强度最高的一类合金。
其主要原因，一是镍基合金中可以溶解较多合金元素，且能保持较好的组织稳定性；二是可以形成共格有序的A3B型金属间化合物γ'[Ni3(Al，Ti)]相作为强化相，使合金得到有效的强化，获得比铁基高温合金和钴基高温合金更高的高温强度；三是含铬的镍基合金具有比铁基高温合金更好的抗氧化和抗燃气腐蚀能力。
inconel625镍基高温合金热处理工艺
【Inconel625镍基高温合金热处理工艺探讨】一、关于Inconel625镍基高温合金Inconel625镍基高温合金是一种具有优异耐热、耐腐蚀性能的合金材料，具有广泛的应用前景和市场需求。
作为一种关键的工程材料，其热处理工艺对于材料性能和使用寿命至关重要。
二、热处理工艺对Inconel625材料性能的影响1. 回火处理- 回火温度范围和时间对于Inconel625的硬度和强度有显著影响。
- 回火工艺参数的选择需要考虑到材料的具体用途和要求，从而达到最佳的性能表现。
2. 固溶处理- 固溶温度和保温时间的选择对Inconel625的晶粒尺寸和晶间腐蚀等方面有重要影响。
- 通过合理的固溶工艺可以有效改善材料的热膨胀性能和高温抗氧化能力。
3. 冷却速率控制- 冷却速率对Inconel625的组织结构和残余应力有显著影响，直接影响材料的力学性能和蠕变寿命。
- 通过控制冷却速率可以有效调控材料的晶粒尺寸和析出相含量，提高材料的抗蠕变性能。
三、Inconel625镍基高温合金热处理工艺的发展趋势随着航空航天、化工等领域的不断发展，对Inconel625镍基高温合金材料性能和寿命需求不断提高，热处理工艺也将朝着智能化、精细化和个性化方向发展。
- 新型热处理工艺设备的研发，提高了工艺参数的精准控制和全面监测，为Inconel625的热处理提供了更广阔的发展空间。
- 先进的模拟计算和虚拟仿真技术的应用，将为热处理工艺的优化和改进提供更多可能性，从而更好地满足不同工程要求。
四、总结Inconel625镍基高温合金的热处理工艺对于材料性能和寿命具有重要影响，回火处理、固溶处理和冷却速率控制是关键的工艺环节。
未来，随着先进技术的不断应用和研究，热处理工艺将更好地满足Inconel625材料在高温、腐蚀环境下的复杂工程需求。
五、个人观点作为材料工程师，我深知Inconel625镍基高温合金在航空、航天和化工等领域的重要性，热处理工艺对其性能的影响至关重要。
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图 1 制粉工艺原理简图 ( a) PREP; ( b ) A A Fig. 1 Ill ust ration of pow der p roducing process
旋转电极法指将原料合金作为旋转自耗电极 , 用 固定的钨电极产生的电弧或用等离子电弧连续熔化 电极 , 旋转电极端部熔化的金属液滴在离心力作用下 飞出 , 形成细小的球状颗粒 , 颗粒大小是由电功率参 数 , 电极直径 , 电极转速等参数决定的。 一般电极直 径为 50～ 75mm, 由于没有坩埚耐火材料的污染 , 因 而粉末的气体含量保持原来合金的水平。 与 AA法相 比 , 粉末粒度好 , 圆整 , 无空心粉和串状粉 , 但粒度 分布比较窄 ,细颗粒组分低 (如图 2所示 ) ,同时 P REP 法设备也比氩气雾化复杂。旋转电极法中尤以等离子 旋转电极法 ( P REP法 ) 最具有优点 , 目前俄罗斯的 镍基高温合金粉末制备主要采用这种工艺。 我国也是
镍 基粉末 高温合金 冶金工 艺的研究 与发展
45
在先采用氩气雾化制粉工艺的情况下 , 转而把旋转电 极制粉工艺做为高温合金粉末生产的主要方法。对于 氩雾化粉末来说 , 其发展方向就是向无陶瓷和粉末细
化方向发展 , 而对于等离子旋转电极制粉工艺来说 , 就是通过提高电极转速或电极棒直径来提高细粉收 得率。
原始粉末
4
5
2
1
2
14
筛分后
4
<4
1
0
0
<9
静电分离 < 1
<1
0
0
0
<2
冶金高温合金工艺诞生三十多年来 , 粉末处理工艺一 直没有捷径可走 , 传统的去除陶瓷夹杂 , 降低气体含 量始终是粉末处理工艺研究和发展的目标和动力源 泉。
图 3 直接 HIP FG H95合金真空预脱气处理工艺前、 后的残留气体孔洞 ( a) 处理前 ; ( b ) 处理后 Fi g. 3 Residual gas cavi t y of HIP FG H95 al loy bef ore ( a) and af ter ( b) degasi ng i n vacu um
合 , 所以该工艺对于含氧量高 , P PB (原始粉末颗粒 边界 ) 形成倾向较大的氩雾化粉末显得更为重要。 在 美国 , 粉末高温合金涡轮盘的成型工艺主要是挤压+ 等温锻造。 我国在参考分析了美、 俄等国压实成型工 艺的基础上 , 结合我国无大型挤压机和等温锻造机的 情况 , 将粉末涡轮盘的压实成型工艺定位在热等静压 + 包套锻造工艺上 [4 ] , 工艺流程如图 4示。 十几年的研究实践表明 , 虽然该工艺在盘件变形
44
材料工程 /2002年 3期
镍基粉末高温合金冶金工艺的研究与发展
Research and Dev elo pment of P /M Superalloy M etallurgic Techniques
国为民 , 冯 涤 , 吴剑涛 , 张凤戈 , 张 莹 , 张义文 (钢铁研究总院 , 北京 100081) GUO Wei -mi n, FENG Di, W U Ji an-tao, ZHAN G Feng-g e, ZHAN G Ying, ZHAN G Yi-w en
粉末高温合金与传统的铸锻高温合金相比 , 具有 组织均匀 , 无宏观偏析 , 以及屈服强度高、 疲劳性能 好等优点 , 用其制造涡轮盘等关键部件可以满足先进 高推比发动机的要求。 世界上粉末冶金高温合金工艺 诞生于 60年代末 , 历经三十多年的发展 , 粉末冶金高 温合金工艺已进入崭新的发展阶段 , 成为当前高性 能、 高使用温度先进燃气发动机涡轮材料制造最成熟 和最可靠的方法。 镍基粉末高温合金涡轮盘已广泛用 于美、 俄、 英等国各种先进航空发动机的研制和生产 中 , 在粉末高温合金研究领域 , 美国和俄罗斯居于世 界领先地位 [1 ]。 目前粉末冶金高温合金的工艺流程大致如下: 预 合金粉末的制造→压实 (热压、 热等静压、 挤压等 ) → 热加工变形 (模锻、 轧制、 等温锻等 ) →机加工→无 损检测→热处理。
2 成型工艺
2. 1 粉末高温合金的压实成型工艺
对于镍基高温合金 , 目前常用的压实成型工艺有 热等静压 ( HIP) , 热挤压 ( EX) , 包套锻造 ( F)、 等 温锻造 ( HIF) 和超塑性锻造等。
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材料工程 /2002年 3期
粉末高温合金的直接热等静压成型工艺是俄罗 斯的主导成型工艺 , 经过二十多年的发展 , 已日趋成 熟和完善。 目前其主要发展方向是利用热等静压技术 的特点开发复合组件等新产品。 挤压对于粉末高ห้องสมุดไป่ตู้合 金是一种较好的压实工艺 , 也是粉末高温合金压实成 型使用最多的一种工艺。挤压后的坯料可以继续进行 锻造或轧制。 由于在剪切时产生一个剪切效应 , 颗粒 的切变破碎了原来的颗粒边界 , 增强了颗粒间的结
126
113
93. 5
σb
162
150
143
δ
10
20
25
拉伸 650℃σ0. 2
117
110
90. 5
性能
σb
145
14
134
Kg /m m2
δ
8
18
22
750℃σ0. 2
107
105
94
σb
116
128
114
δ
14
16
持久强度
f650℃ ≥ 50h f650℃ ≥ 100h f6 50℃ = 100h
1 制粉及粉末处理工艺
1. 1 制粉工艺 制粉工艺的目的 , 是要获得气体含量低 , 有一定 颗粒大小 ( - 60 ～ + 300目 ) 和形态好 (最好是球 状 ) 的预合金粉末 , 这也是决定粉末高温合金质量的 关键。 一般来说 , 高温合金的制粉工艺有惰性气体雾 化法 ( AA法 ) , 旋转电极法 ( REP法 ) 和溶入气体雾 化法等三种 [2 ] , 其中 A A 法和 P REP法应用广泛 , 制 粉工艺的原理如图 1所示。
镍 基粉末 高温合金 冶金工 艺的研究 与发展
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体的合金 , 固溶处理后淬火介质不同 (油淬 , 盐淬 , 风 冷空冷等 ) 同时 , 时效制度不同 (一次时效、 二次时 效等 )。 俄罗斯粉末高温合金的固溶处理温度比英美
( Cent ral Iron and Steel Insti tut e, Beiji ng 100081, Chi na)
摘要: 叙述和分析了镍基粉末高温合金冶金工艺三十多年来在制粉及粉末处 理工艺、 成型工艺、 热处理工艺等方面的 研究成果和存在的问题 , 总结了粉末高温合金冶金工艺今后的主要发展方向。 关键词: 高温合金 ; 粉末冶金工艺 ; 研究和发展 中图分类号: T F124 文献标识码: A 文章编号: 1001-4381 ( 2002) 03-0044-05
图 4 FG H95粉末涡轮盘成型工艺示意图 Fi g. 4 Illus t ration of FG H95 dis cs f orming process
的均匀性及控制原有夹杂形状改变等方面仍有待于 提高和完善 , 但该工艺对于提高直接热等静压件的疲 劳强度和拉伸屈服强度等具有重要作用 , 通过该工艺 能够获得满足性能要求的粉末高温合金制件。 2. 2 不同压实成型工艺的对比研究 对比研究了 HIP、 HIP+ HIF (热等静压+ 等温 锻 ) , EX (挤压 ) 三种不同成型工艺 FG H95合金的性 能 , 结果表明 [5 ] , 热挤压合金的拉伸强度塑性和持久 性能都明显优于另外两种成型工艺合金。 而 HIP+ HIF成型工艺合金的强度和塑性也比直接 HIP合金 有所提高 , 但持久强度几乎无变化。 实际上 , 研究实 践也表明 , 直接 HIP合金的持久性能稳定 , 但直接 HIP成型工艺对粉末的质 量 (无空心粉 , 气体含量 低 ) 等要求较高。 对于我们来说 , 在今后几年的粉末 冶金高温合金工艺的研究中 , 必须把直接 HIP压实成 型工艺作为重点研究方向。
1029. 7M Pa
980. 7M Pa
9 70. 9MPa
f700℃ = 10150h f750℃ = 100h f7 50℃ = 100h
686. 5M Pa
686. 5M Pa
6 86. 5MPa
镍基粉末高温合金的组织结构 , 主要是由面心立
方结构的奥氏体 (基体 ) , γ′(主要强化相 ) 和碳化物 ( M C, M6 C, M23 C6 , M7 C3 ) 所组成 , 在热处理过程中 也可能出现 T CP相 (σ、 M 和 lav es相等 ) , 图 5是 F GH95粉末 ( PREP粉 ) 涡轮盘的组织结构。 随着合 金的发展 , γ′相形成元素 ( Al+ Ti) 的含量也越来越 高 , γ′相的数量最高增加到 65% , 合金强度不断提高。 但随着损伤容限设计要求的提出 , Rene88DT 等合金 的 γ′相含量有所下降 ( 45% ) , 强度降低 , 但持久抗断 裂韧性等性能明显提高。 表 2是美、 俄等几种粉末高 温合金性能的比较。
Abstract: Research achiev ement on pow der producing , pow der t rea ting , f orming process. hea tt rea tm ent of Ni-base superalloy is present ed and analy zed, a nd problems i s also discussed. The major tendency of P /M superallo y m etallurgic technics i s i ndica ted. Key words: superallo y; P / M metallurgic techniques; research a nd development