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[分享] 粉末冶金高温合金的特点

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发表于 2010-8-20 15:04:01 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国江苏常州

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本帖最后由 zpc64 于 2010-8-20 15:05 编辑 & X9 G* R: Q8 U: L5 v

5 T6 c( P0 b0 v/ h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。   
4 z# a7 o8 ^; D( o0 f5 C/ {" O8 r- x   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%。
+ v& V- Y1 v$ o0 Y" D! P   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。4 e9 e; @% E$ c3 V. \7 n

5 W0 ?/ {( Z& {
表14  Astroloy合金普通锻件与粉末锻件性能比较
  j# Y  Z5 T' l3 d4 v, [
锻件种类

+ C6 i- |$ d$ d0 ^$ b( W
σ0.2/MPa
# O) J  P+ h6 M, P, ?
760℃,60MPa应力作用下的持续时间! M1 y. @' @7 p& r1 }
室温
0 r3 p, e$ U; @* m
760℃
0 c& Z2 r$ l( U4 ~% r! O
普通锻件
, i5 D* S  Y+ V' K2 s1 ^
粉末锻件

, E& x$ T. Y5 k/ t4 o& i/ [* ]3 k7 |( r
980

2 f0 G' Y2 ?1 ^! K
1120
1 K1 x5 v" `2 n8 X  H' `+ K: z
880
2 N6 m" |+ h& v4 j' g
1000

9 }; u3 z; g; D$ m
45h
8 D4 U! J7 }# e$ q
90h

$ |7 G/ H* k3 ~; z7 ?# [# {( b5 C
    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。
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