定向凝固高温合金的研究进展_张卫国

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1、------------------------------------------------------------------------------------------------定向凝固高温合金的研究进展_张卫国Jan.2009Vol.58No.1铸造FOUNDRY·1·!"!!!!!"专题综述!"!!!!!"温合金之一。定向凝固高温合金的研究进展张卫国，刘林，赵新宝，屈敏，余竹焕，傅恒志（西北工业大学凝固技术国家重点实验室，陕西西安710072）摘要：论述了定向凝固高温合金的概念和特色，总结了国内外定向凝固高温合金的发展历程。分析了化学成

2、分、制备技术以及热处理工艺对定向凝固合金组织及性能的影响。关键词：定向凝固高温合金；化学成分；热处理；组织和性能中图分类号：TG132.3+2文献标识码：A文章编号：1001-4977（2009）01-0001-06ProgressinDirectionallySolidifiedSuperAlloys——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------

3、------ZHANGWei-guo,LIULin,ZHAOXin-bao,QUMin,YUZhu-huan,FUHeng-zhi（StateKeyLaboratoryofSolidificationProcessing,NorthwesternPolytechnicalUniversity,）Xi'an710072,Shaanxi,ChinaAbstract：Theconceptionandcharacteristicofdirectionallysolidifiedsuper-alloyswerediscussed,andthedevelop

4、mentofdirectionallysolidifiedsuper-alloysintheworldwassummarized.Theinfluenceofcomposition,preparationtechniqueandheattreatmentonmicrostructureandpropertiesofdirectionallysolidifiedsuper-alloyswasanalyzed.Keywords：directionallysolidifiedsuper-alloys;chemicalcomposition;heattreatm

5、ent;microstructureandproperties随航空发动机及工业燃气轮机的发展，要求不断提高涡轮前的进口气体温度，以增大推力，提高效率，降低油耗，这就对高温合金及工艺提出更高要求。航空和工业燃气轮机的发展一直依赖于高温合金性能的提高，同时也推动着高温合金的发展[1]。据报道，在先进航空发动机中，高温合金用量占材料总用量40%~60%[2]。定——————————————————————————————————————--------------------------------------------------------------

6、----------------------------------向凝固高温合金正是为满足上述要求而研发出的新型高定向凝固高温合金是在定向凝固技术进步基础上发展出来的。所谓定向凝固，就是高温合金熔体在铸型中凝固时，通过一定控制，生成几乎相互平行的柱状晶。如果叶片经过定向凝固，其结晶方向与叶片所受应力平行，那么这时叶片受力或耐温的能力就大大提高。专为生产定向凝固叶片而设计的高温合金，或本身已具有单向结晶结构的合金，称为定向凝固合金[3]。这是在镍基铸造高温合金基础上改型的结果，这种改型在于适合定向柱晶的结晶条件，对成分适当修改，以使性能达最佳状态。并非所

7、有铸造高温合金都可用定向凝固办法来提高性能。VerSnyder[4]等人发现，普通铸造多晶高温合金中与应，将力轴垂直的晶界是高温应力下产生裂纹的主“源”晶界定向排列并平行应力主轴方向后，高温下作用在脆弱晶界上的应力会最小，从而延缓裂纹形成并增加蠕变持久寿命。同时，平行于主应力轴方向、低弹性模量的<100>取向柱晶组织还能提高塑性及热疲劳性能。在这种思想指导下产生了高温合金定向凝固技术，并在此基础上形成新型定向凝固高温合金，以满足高性能航空发动机及现代先进工业汽轮机的需要。在定向凝固高温合金发展初期，都沿用普通铸造合金成分，其中使用较多的定向凝

8、固合金有MAR-M200、PWA1422、GTD-111、MGA1400、CM2