第三代单晶高温合金TMS_75和TMS_82

表2　本工作研制的SiC p/Al2O3-Al复合材料

与国外同类材料力学性能对比

T able2　A comparison of mechanical pr oper ties between SiC p/A l2O3-A l co mposites prepar ed by t his method and a br oad pro ducts of the same kind

性能LANXIDE BIAM

RT

f/M Pa400～500590 K IC/M Pa m1/27.0～7.5 6.1

1000℃

f/M Pa200～250350 K IC/M Pa m1/2 3.0～4.0 4.8

3　结论

(1)首次采用XPS测试方法,对SiC p/Al2O3-Al 复合材料断裂表面组成相进行定量分析,通过与材料内部组成相的定量金相分析结果的一一对比,进而成功地给出了此种多元复合材料量化的微观断裂机制。

(2)碳化硅颗粒粒度对熔铝氧化渗透合成SiC p/ Al2O3-Al复合材料的微观断裂机制有着显著的控制作用,本研究条件下最佳颗粒粒度为10 m。碳化硅颗粒过细,则出现大面积、大尺寸Si相,并成为材料内部的明显薄弱环节,进而损害材料的强韧性;碳化硅颗粒尺寸过大,则增强作用有限,并导致因Al含量减少而造成的韧性下降。

(3)在碳化硅颗粒粒度为10 m的情况下,所研制的氧化渗透合成SiC p/Al2O3-Al复合材料,其力学性能的总体水平已超过始终处于领先和垄断地位的Lanx ide公司的同类产品,其中,高温强度比Lanxide 公司的最新数据高出约50%之多。

参考文献

[1]　H.T.Lin et al.J.Am.C eram.Soc.,1996,79(8):2218～2220

[2]　史可顺.陶瓷(硅酸盐)指南'96—中国硅酸盐学会手册,技术

篇,18～120

[3]　M.S.New krik et al.Ceram.Eng.Sci.Proc.,1987,8(7～

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[4]　I.S.Kim et al.J.M ater.Sci.Letter,1997,16:772～775

[5]　S.M.Pick ard et al.Acta metall mater,1992,40(1):177～184

[6]　崔岩.北京航空材料研究院博士后研究工作报告,1999.7

[7]　Du Pont Lan xide Compos ites Inc.Prelim inary Eng ineering Data

基金项目:国防科技重点实验室基金资助项目

收稿日期:2000-04-03;

作者简介:崔岩(1969-),男,高级工程师,博士,长期从事高体分比功能型颗粒/铝基复合材料的研究工作。联系地址:北京81信箱3分箱(100095)

本文编辑:全宏声

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第三代单晶高温合金T M S-75和T M S-82

日本的第三代单晶高温合金T MS-75由日本国家金属材料研究所(NRIM)按其合金发展计划借助于Cluster变量方法开发,其成分(w t%)为Ni-12Co-3Cr-2M o-6W-6Al-6T a-0.1Hf-5Re,其特点是含5%的Re。T MS-75显微组织比美国CM SX-10更稳定,由于有较宽的热处理窗口也很容易进行热处理,抗蠕变强度与CM SX-10相当。已与T oshiba PIC合作,用该合金成功铸造出15M W级的工业用汽轮机的叶片,并进行热处理。该叶片将于2000年10月开始在实际的15M W汽轮机上试验。另一个第三代单晶合金TM S-82只含2.4%Re,在较高温度和较低应力状态,TM S-82的蠕变强度优于CM SX-10,甚至优于美国专利5482789所述的含Ru的合金。

NRIM已在900℃(相当于汽轮机条件)和1100℃(相当于航空发动机条件)研究了T M S-75的显微组织并测试了它的蠕变性能。

(全宏声)

日本开发第四代单晶高温合金

日本NRIM为开发第四代单晶高温合金,至少已在第三代单晶合金TM S-75上进行了两个方面的试验研究。一方面是试验Pt族金属添加元素对显微组织和持久性能的影响。已有的研究表明,添加1at%的Ir,Ru,Pt,Rh和Pd中的每一个元素都将减低900℃/ 392MPa条件下的蠕变强度,但Ir例外。例如在1100℃/4000h的长时蠕变试验中,添加Ir是有效的。这可能是由于Ir提高组织稳定性并降低扩散性。也研究了这族金属元素对热腐蚀性能的影响。另一方面是试验基本结构参数的影响。例如,添加Al提高′相体积百分数,它不在1100℃而在900℃使其蠕变强度提高。在高温低应力例如1100℃/137M Pa条件,发现使晶格错配更负(a′

(全宏声)

6 材料工程/2000年6期