镍基高温合金的简介改.pptxVIP

镍基高温合金的简介改第1页/共26页 目录4强化热处理3性能2组织结构1发展背景5发展前景第2页/共26页 1发展背景 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第3页/共26页 我国高温合金发展的三个阶段一第一阶段 , 从1956 年至20 世纪70 年代初第二阶段 , 从 20世纪70 年代中至 90年代中期第三阶段 ,从20 世纪 90年代中至今我国高温合金的创业和起始阶段 在苏联专家的指导下炼出的第一炉高温合金 , 拉开了我国研制和生产的序幕我国高温合金的提高阶段 随着试制和生产一些仿欧美型号的航空发动机 , 引进了一系列欧美体系的合金我国高温合金的新发展阶段，应用和开发出了一批的新工艺，研制和生产了一系列高性能、 高档次的高温合金王会阳，安云岐，李承宇，晁兵，倪雅，刘国彬，李萍.镍基高温合金材料的研究进展.材料导报,2011,25:482-486第4页/共26页 2组织结构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第5页/共26页 镍基高温合金的相的组成二 镍基高温合金的铸态组织由基体γ相，主要强化相，γ ’(Ni3A1)及枝晶间的γ／γ ’共晶相和碳化物(硼化物)组成。（1） γ 基体：通常含有较多数量固溶元素(CoCrMoW)的连续分布的面心立方结构的镍基奥氏体相。（2）γ ’相是一种以Ni3Al为基的金属间化合物，与基体一样都是面心立方结构，且两相的点阵常数相差很小， γ ’相总是在γ基体上共格析出。 γ ’相是镍基高温合金中最重要的强化相。（3）γ／γ’共晶相：对于Al、Ti含量较高的铸造高温合金，会产生由γ和γ’相共同结晶的情况，生成共晶。（4）碳化物相高温合金中可能出现的碳化物类型有MC、M6C和M23C6。碳化物在镍基高温合金的强化中起着重大作用。合金微观形貌郭建亭.高温合金材料学（上册）.科学出版社，2008第6页/共26页 相的形貌二γ ’相的晶体结构冷却后产生γ 和γ ’相的微观组织形貌碳化物析出形态铸造高温合金冷却后生成共晶的微观组织形貌郭建亭.高温合金材料学（上册）.科学出版社，2008第7页/共26页 合金元素二镍基高温合金通常含有十余种合金元素，分类如下：形成基体的元素：Ni，Co，Cr，Mo，W，Nb，Ta，Ti，AI，C，B，Zr形成γ 相的元素：Nb，Ta，Ti，Al强化晶界的元素：C，B，zr形成碳化物的元素：Cr，形成稳定氧化膜的元素：MO，W，Nb，Ta，Ti,Cr，Al第8页/共26页 合金元素的作用二1.镍镍是基体元素，FCC结构，从室温到高温没有同素异构转变。3.铬铬含量约十分之一会进γ‘相，还有少量形成碳化物，其余大部分溶解于γ固溶体。2.钴钴具有密排六方（HCP）结构，从室温到高温要发生同素异构转变，由HCP结构转变γFCC结构。3.钨和钼钨溶解于γ基体和γ’相各占一半，钼主要溶解于γ基体中镍含量对镍基合金持久寿命的影响钴含量对合金蠕变速率和蠕变断裂寿命的影响钼含量对合金屈服强度的影响铬含量对合金氧化速率的影响第9页/共26页 3性能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第10页/共26页 镍基高温合金的特殊性能三在金属材料中，镍基合金由于具有最佳的抗高温蠕变能力，而被广泛的使用在各种高温环境，作为承力件应用。镍基合金室温下就具有较高的拉伸强度, 且兼具良好的延展性，此一趋势可维持至高达850℃高温合金在高温下的疲劳寿命受温度、应变速率、保持时间以及负荷波形等参数的影响，这主要是由于高温下与时间相关的损伤机制发生作用的结果镍基合金在强还原性腐蚀环境，复杂的混合酸环境，含有卤素离子的溶液中都具有很好的耐蚀性。高温强度耐腐蚀性蠕变强度疲劳性能第11页/共26页 有关性能的具体体现三不同合金的抗蠕变性能比较图镍基高温合金的性能曲线第12页/共26页 有关性能的具体体现三K 445合金在最高循环温度850℃ 时,200次热循环后的热疲劳裂纹形貌不同合金在HCl中的耐蚀性质数据第13页/共26页 4热处理镍基高温合金的强化可以分为以下三类：固溶强化、晶界强化、第二相强化第14页/共26页 强化原理四晶界强化晶界的晶体结构不规则，原子排列杂乱，同时又有各种晶体缺陷存在。在室温快速形变下，由于晶界不参与形变，并且可阻止晶内滑移，因而有利于合金的强化。第二相强化(1)弹性应力场作用(2)位错切割第二相质点(3)位错绕过第二相质点的Orowan机制(4)在高温蠕变条件下，位错可以通过交滑移或攀移越过第二相。固溶强化