高温合金材料研究进展

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1、材料科学与工程前沿课程报告第二部分：高温合金专题学习报告学院：材料科学与工程学院专业：材料科学与工程姓名：XXXXX学号：XXXXX班级：XXXXX2012年11月19日高温合金材料研宄进展摘要：木文主要是根据这学期在材料科学与工程前沿课上听了董建新教授讲关于高温合金相关的知识，然后通过调研，对国内外高温合金的研究发展现状有了一定的认识，本文主要介绍FI前高温合金材料的研宂进展和我校在相关方而的研宂成果，并提出自己的见解，我国高温合金方面虽然有了很人的进步，但是和国际上的高温合金的研宄还有差距，建

2、立在仿制国外高温合金材料的基础上的创新并不是真正的创新，真正想要达到并超越国际水平，我们还有很长的路要走。关键词，高温合金董建新研宄进展引言高温合金是制造现代航空发动机、航天火箭发动机和各种工业燃气涡轮发动机的重要金属材料。目前在先进的航空发动机中，高温合金用量所占比例高达50%以上。显然，没有高温合金就不可能有高速、高效率、安全可靠的现代航空和航天事业，同时，高温合金在核工程、能源动力、交通运输、石油化工、冶金等领域也有广阔的用途［1］。高温合金是在550°C以上温度条件下能承受一定应力并具有抗

3、氧化和抗热腐蚀能力的材料。我国的高温合金以合金成形方式、合金基体元素、合金强化方式的顺序，构成我国高温合金系列和体系，其中合金成形方式有变形高温合金、铸造高温合金（包括等轴品铸造高温含金、定向凝固柱品高温合金和单晶高温合金）、焊接用高温合金丝、粉末冶金高温合金、弥散强化高温合金和金属间化合物高温材料之分。在这些不冋合金系列之下，再分为铁基、镍基、钴基及铬基合金。董建新教授从高温合金在航空航天等高科技产品上面的应用开始说起，介绍了高温合金材料的研宂现状、制备和加工方而，还有高温合金的元素组成、强初化

4、和工艺强化等知识，让我们对目前的高温合金材料的研究现状有了初步的认识。经过50多年的研究，我国在高温材料领域己经取得了一系列的进步，但是，还是与国外如美国等还存在着相当大的一段距离，例如我国生产的涡轮盘质量就不及美国，一些关键的技术都处于被W外封锁的阶段，一些关键的零部件我们不能研发，只能靠进口。这在很大程度上制约了我国航空、汽车制造业的发展。所以，研究高温材料的科研人员还是有很人的用武之地的。目前各国纷纷提出航天发展计划，竞争将愈加激烈。我们国家必须重点发展高温合金在高科技航空航天领域的研发，才

5、能在未来的空间竞争中占得一席之地。一、国际上高温合金的研宄现状从20世纪30年代后期起，英、徳、美等国就开始研究高温合金。1937年德国涡轮喷气发动机Hcinkcl问世，1939年英国研制出Whittle涡轮喷气发动机。同年，英国Mond公司首先研制成一种低碳含钦的線基合佥Nimonic75，不久又有含铝和钦合金元素的Nimonic80合金问世。这种合金与Nimonic75相比，蠕变性能在应力和持续时间相同的条件下，蠕变温度可以提高50°C[2]。第二次世界大战期间，为了满足新型航空发动机的需要，

6、高温合金的研究和使用进入了蓬勃发展时期。40年代初，英国首先在80Ni-20Cr合金中加入少量铝和钛，形成Y’相以进行强化，研制成第一种具有较高的高温强度的镍基合金。同一吋期，美国为了适应活塞式航空发动机用涡轮增压器发展的需要，开始用Vitallium钴基合金制作叶片。1941年后美国开始发展航空燃气涡轮，1942年将HastclloyB镍基合金先后用于GE（通用电器）公司的两种喷气发动机中，1944年开发出钴基合金HS23用于西屋公司发动机中的精密铸造叶片。1950年后由于钴资源缺乏美国发展镍基

7、合金，并广泛用于制作涡轮叶片。在此期间，美国的PW公司、GE公司和特殊金属公司分别开发出Waspalloy、M-252和Udinet500等合金。50年代出现A-286和Incoloy901等牌号，但因高温稳定性较差，从60年代以来发展较慢。60年代以后，陶瓷过滤、等温铸造、定向凝固、粉末冶金、机械合金化等新工艺的成功应用，推动了高温合金的迅猛发展，其屮尤以采用定向凝固工艺制造出单晶高温合金叶片，于70年代初步获得成功应用，使航空发动机的性能大幅度提高。在前苏联，高温合金称为耐热合金，20世纪40

8、年代中期至50年代在耐热钢的基础上开发出铁-镍基、镍基、钴基耐热合金，前苏联镍基耐热合金成分特点是添加较多的钨和钼元素，添加一定量的铁元素，经常加人少量的钒元素，而美国合金常用钼元素，少用钨元素。苏联于1950年前后开始生产“3H”牌号的镍基高温合金，后来生产“3n”系列变形高温合金和｝KC系列铸造高温合金。二、我国高温合金体系及其发展自1956年第一炉高温合金GH3030试炼成功，迄今为止，我国高温合金的研究生产和应用已经历了50多年的发展历程。回顾50多年的历史，我W的高温合金