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本帖最后由 zpc64 于 2010-8-20 15:05 编辑
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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。 & a, F O- _. f* l5 X8 ]
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%。
4 m% W. K0 N4 @& A8 z- g* o7 b 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。! X. @) m! Z5 c0 z. C" O( ~. _
0 J% h' u& L& H$ u* u
表14 Astroloy合金普通锻件与粉末锻件性能比较
: o0 Y& k% B; y; {7 m锻件种类 0 u5 @2 {! P0 `9 A8 Q# i
| σ0.2/MPa 4 i1 f6 g5 j, g( V, l
| 760℃,60MPa应力作用下的持续时间5 e+ q Z |/ N! W4 ~7 d
| 室温 6 i/ D2 q: ^' X. @
| 760℃
$ \: V! `) g5 m | 普通锻件 4 j& U M1 { Z3 Z% r$ n7 s5 o5 ^
粉末锻件 + q, y7 P8 D: k( l# V
| 980
, M1 q: x( j7 G# o4 |# h! ^% s5 M1120 # x* k F* d) v- h7 c b0 c1 r0 i3 p
| 880
8 w# W* y* Z& z( y% ^3 j4 _1000 , U# ~+ F) Y0 ^9 [, z$ W
| 45h " o/ ?; n/ d$ {* V9 k+ K' r
| 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。 |