新型镍基复合材料在曳引机应用_张国洪.pdfVIP

科技创新与应用 2013 年第7 期 科技创新 新型镍基复合材料在曳引机应用 张国洪 （广东省特种设备检测院东莞分院，广东 东莞 523000） 摘 要：我国作为世界最大的电梯制造国，在新增加数量方面都居于世界第一的大国，中国理应对新型材料更广泛应用于电梯 设备技术创新和研发。现就新型镍基复合材料在曳引机中的应用展开论述。 关键词：镍基复合材料；性能分析；应用 在现代社会高速发展下，材料的进步亦都是日新月异，生物材 三种元素粉末高能球磨制备出纯度较高的钛硅碳混合物。利用相关 料、高温与结构材料、纳米材料、信息功能材料、智能材料等各种新 的温压工艺和自制的钛硅碳混合粉末温压制备镍基粉末冶金复合 型的材料成为全世界21 世纪争相发展和研究的对象。而我国电梯 材料（四种不同的钛硅碳粉末含量的镍基材料）并分析其相关性能 蜗轮蜗杆的材料一般用合金钢或碳钢制成，大部分蜗轮蜗杆经渗碳 参数规律。 淬火等热处理获得较高的硬度，而其中含镍渗碳钢具有良好的高温 所制备出的钛硅碳混合物的配粉方案是：Ti 、Si、C 三种粉末按 抗氧化性以及较高的机械强度，具有广泛的应用。 照质量比为0.42 ：0.23 ：0.35 配制。它们采用高能球磨的方法制备钛 1 镍基复合材料发展 硅碳混合物，并进行混粉，且对有需要的混和粉末添加黏结剂，然后 [1] 经过研磨得出所需。最后我们把制备出的钛硅碳混合物与纯镍混 镍基高温合金 ( 以下简称镍基合金)是20 世纪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- 和，经过压制与烧结，得出我们实验所需的镍基粉末合金复合材料。 20Cr-0.4Ti) ；为了提高蠕变强度又添加铝，研制出Nimonic 80(Ni- 实验后对镍基粉末冶金材料的的探索表明：温压制备的镍基粉 20Cr-2.5Ti-1.3Al) 。对于镍基合金美国在20 世纪40 年代中期地时 末冶金材料的生坯密度、烧结后密度、抗拉强度、延伸率、布氏硬度 候就开始了研制，而苏联晚于美国30 多年的时间于这方面，而我国 和电阻率都与其增强体含量密切相关。镍基粉末合金复合材料的生 则迟了美国差不多100 年才开始着手研制镍基合金。对于镍基合金 坯密度和烧结密度和抗拉强度随着增强体含量的增加而不断降低。 的发展是关于一个合金成分的改进和生产工艺的变革更新过程。在 相反，镍基粉末冶金合金的布氏硬度和电阻率由于增强体的加入而 20 世纪50 年代初，由于真空熔炼技术我们炼制出含高铝和钛的镍 都大大地提高了。同样我们还得出没有添加黏结剂的镍基粉末冶金 基合金。直到了20 世纪50 年代后期，我们社会的发展需要高工作 复合材料试件的密度、抗拉强度、延伸率和电阻率都比同种同样含 温度的涡轮叶片，需要合金有更高的工作强度，并且需要合金更高 量的镍基粉末冶金复合材料低，而硬度却比添加黏结剂镍基粉末冶 的抗变形能力，于是有了熔模精密铸造工艺，一系列具有良好高温 金复合材料试件的高。 强度的铸造合金陆续发展出来。然后20 世纪60 年代中期社会的高 我们在镍基合金发现由于它对合金元素的较多溶解，并且能对 速发展，轮船业、燃气工业的发展需求定向结晶和单晶高温合金以 组织稳定性的较好保持；同时能使合金得到有效的强化，获得比铁 及粉末冶金高温合金就出现了。我们可以看出从20 世纪40 年代初 基高温合金和钴基高温合金更高的高温强度；而且镍基合金具有比 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 铁基高温合金更好的抗氧化和抗燃气腐蚀能力。 高到1100℃，平均每年提高10℃左右。镍基高温合金的发展趋势见 根据世界各国在几十年间对镍基合金不断地研究和探索下使 [2] 得它在各个领域内得到充分的应用并且在镍基铸造高温合金中发 图1 。 展出了定向结晶涡轮叶片和单晶涡轮叶片，而在相关方面表明这种