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粉末冶金高温合金的特点

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发表于 2011-7-12 21:40:41 | 显示全部楼层 |阅读模式

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用粉末冶金方法生产高温合金,是70年代出现的一项新技术。随着新型燃气轮发动机涡轮进口温度的提高,要求高温合金具有更高的使用温度和更优异的力学性能。目前航空发动机上所使用的铸-锻高温合金,由于合金化程度日趋提高,造成合金铸锭内成分偏析严重,组织极不均匀,热工艺性能恶化,成形非常困难,已难于满足新型发动机的要求。采用粉末冶金方法生产高温合金时,由于制粉过程中每个粉末颗粒都是由微量液体金属快速冷凝而成,所以成分偏析仅被限制在粉末颗粒的尺寸之内,用这样的粉末压制成的坯料具有均匀的细晶组织,并能很好的解决成分偏析等问题。
, e& |0 p! ~4 X8 e由于组织均匀和晶粒细小,能使粉末制件得到优异的力学性能和热工艺性能,从而减轻发动机重量并降低成本。有些合金,如Alloy IN-100和Alloy 95,含有较多的r′相,其铸锭不能锻造。然而这些合金的粉末却可以通过若干种技术进行压实,从而形成具有很细晶粒组织的坯料。这些坯料可以进行超塑性等温锻造。另外,采用粉末工艺还可解决航空热工艺中长期存在的肥头大耳问题,净化毛坯,简化工序,提高材料利用率,降低成本10%~50%。
( ?  m& Q; w: s2 b# z) i; B9 X粉末锻件与普通锻件的性能比较见表14所示,对于Astroloy合金,其粉末锻件的屈服强度提高约15%,持久寿命延长了1倍。; G4 A) P9 o/ `- V2 _. p
表14  Astroloy合金普通锻件与粉末锻件性能比较8 T+ G8 [6 @7 M
锻件种类
. t1 h2 v5 l4 \7 @: }σ0.2/MPa( O* Z+ X6 {( ?0 L, Z) |% i
760℃,60MPa应力作用下的持续时间
+ o$ l+ ^- L3 X  k. U8 `室温
) p8 ?& \7 W' s2 u760℃/ ~  T( V% Z5 e4 G  H
普通锻件5 D; A, h8 U6 M* L
粉末锻件
+ ?  y, L+ ?. u; B  j% U, R( t8 U980
9 H" b6 A% h1 g1120. X( \! Q4 T4 y* s
880( w- D; ?3 `" |" Y" t- Z
1000$ F: [' G# M0 H- X' U, G* `
45h  Y/ l: q1 E9 K; S' Z7 m2 t
90h/ Q8 r1 q$ y  Z. X9 H& g
粉末高温合金也存在一些缺点,例如原始粉末颗粒边界、陶瓷夹杂和热诱导孔洞等。这些缺点可以通过生产超纯净粉末、细心的包套技术和去除杂质等方法得到解决,也可以通过加工变形方法(如锻造、热挤压)来解决。3 O; [' ?: J5 ]3 P
文章关键词: 粉末冶金
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