镍基高温合金材料的研究进展_王会阳.pdf

《镍基高温合金材料的研究进展_王会阳.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、·４８２·材料导报２０１１年１１月第２５卷专辑１８镍基高温合金材料的研究进展王会阳１，安云岐１，２，李承宇１，晁兵２，倪雅２，刘国彬２，李萍２（１中国矿业大学材料科学与工程学院，徐州２２１１１６；２江苏中矿大正表面工程技术有限公司，徐州２２１００８）摘要半个世纪以来，我国发展和形成了许多镍基高温合金体系，以满足日益增长的动力、运输、航空以及航天等工业的需要，特别是镍基高温合金的发展为我国航空发动机性能的大幅度提高做出了重大贡献。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。关键词镍基高温合金性能研究进展Ｒ

2、ｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｏｆＮｉ－ｂａｓｅｄＳｕｐｅｒａｌｌｏｙｓ１，ＡＮＹｕｎｑｉ１，２，ＬＩＣｈｅｎｇｙｕ１，ＣＨＡＯＢｉｎｇ２，ＷＡＮＧＨｕｉｙａｎｇ２，ＬＩＵＧｕｏＢｉｎ２，ＬＩＰｉｎｇ２ＮＩＹａ（１ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭｉｎｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｕｚｈｏｕ２２１１１６；２ＪｉａｎｇｓｕＣＵＭＴＤａｚｈｅｎｇＳｕｒｆａｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．Ｌｔｄ，Ｘｕｚｈｏｕ２２１００８）ＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｔｈｅｐａｓｔｈａｌｆｃｅ

3、ｎｔｕｒｙ，ＣｈｉｎａｈａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄａｎｄｆｏｒｍｅｄｓｙｓｔｅｍｏｆＮｉ－ｂａｓｅｄｓｕｐｅｒａｌｌｏｙｓｆｏｒｐｏｗｅｒ，ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，ａｖｉａｔｉｏｎａｎｄａｅｒｏ－ｓｐａｃｅｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ，ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＮｉ－ｂａｓｅｄｓｕｐｅｒａｌｌｏｙｓｈａｓｍａｄｅｔｈｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｔｏｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆａｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌｅｎｇｉｎｅｓｇｒｅａｔｌｙｆｏｒｏｕｒｃｏｕｎｔｒｙ．ＴｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｏｆＮｉ－

4、ｂａｓｅｄｓｕｐｅｒａｌｌｏｙｓｉｓｓｉｍｐｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｔｈｅｎｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓａｂｏｕｔｔｈｅＮｉ－ｂａｓｅｄｓｕｐｅｒａｌｌｏｙｓｉｓｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ，ａｎｄｆｉｎａｌｌｙｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｏｆＮｉ－ｂａｓｅｄｓｕｐｅｒａｌｌｏｙｓａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＮｉ－ｂａｓｅｄ，ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙ，ｐｒｏｐｅｒｔｙ，ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓ的目的是进一步提高高温合金抗氧化、抗高温腐蚀性能。镍０引言基高温合金具有良好的综合性能，目前已被广泛地用于航空现代燃

5、气涡轮发动机有５０％以上质量的材料采用高温航天、汽车、通讯和电子工业部门。随着对镍基合金潜在性合金，其中镍基高温合金的用量在发动机材料中约占４０％。能的发掘，研究人员对其使用性能提出了更高的要求，国内镍基合金在中、高温度下具有优异综合性能，适合长时间在外学者已开拓了针对镍基合金的新加工工艺如等温锻造、挤高温下工作，能够抗腐蚀和磨蚀，是最复杂的、在高温零部件压变形、包套变形等［２］。中应用最广泛的、在所有超合金中许多冶金工作者最感兴趣２镍基高温合金的发展历程的合金。镍基高温合金主要用于航空航天领域９５０～１０５０℃下工作的结构部件，如航空发动机的工作叶片、涡轮盘、燃烧

6、镍基高温合金在整个高温合金领域占有特殊重要的地室等。因此，研究镍基高温合金对于我国航天航空事业的发位，它的开发和使用始于２０世纪３０年代末期，是在喷气式展具有重要意义。飞机的出现对高温合金的性能提出更高要求的背景下发展起来的。英国于１９４１年首先生产出镍基合金Ｎｉｍｏｎｉｃ７５１概述（Ｎｉ－２０Ｃｒ－０．４Ｔｉ），为了提高蠕变强度又添加铝，研制出Ｎｉ－镍基高温合金是以镍为基体（含量一般大于５０％）、在ｍｏｎｉｃ８０（Ｎｉ－２０Ｃｒ－２．５Ｔｉ－１．３Ａｌ）。美国于４０年代中期，苏联６５０～１０００℃范围内具有较高的强度和良好的抗氧化、抗燃于４０年代后期，中国于５０年

7、代中期也研制出镍基高温合气腐蚀能力的高温合金［１］。它是在Ｃｒ２０Ｎｉ８０合金基础上发金。展起来的，为了满足１０００℃左右高温热强性（高温强度、蠕变镍基高温合金的发展包括两个方面：合金成分的改进和抗力、高温疲劳强度）和气体介质中的抗氧化、抗腐蚀的要生产工艺的革新。５０年代初，真空熔炼技术的发展为炼制含求，加入了大量的强化元素，如Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｃｏ等，以高铝和钛的镍基合金创造了条件；５０年代后期，采用熔模精保证其优越的高温性能。除具有固溶强化作用，高温合金更密铸造工艺，发展出一系列具有良好高温强度的铸造合金；依靠Ａｌ、Ｔｉ等与Ｎｉ形成金属间化合物γ′