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本帖最后由 zpc64 于 2010-8-20 15:05 编辑 2 z2 f# E0 U: m7 x1 w8 z! _
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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。 1 t7 a$ i+ Q" N% ?0 T& |8 |
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%。
; i0 P: i9 n/ [. D) V) b+ H% J: [: w 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。
; m5 ~+ j4 Q* m: W" I* H: Q& N2 p; ?# P& g b* I. t7 S
表14 Astroloy合金普通锻件与粉末锻件性能比较
# x4 j7 r0 m% B9 q锻件种类 ; U' t+ [+ n) X) w: p/ p, G z1 u
| σ0.2/MPa 5 o5 D' W$ ~4 r' U. Q2 V
| 760℃,60MPa应力作用下的持续时间
/ N# q- K& W2 N8 N. i | 室温
) U2 a% Y% W1 R+ d* C7 }+ }8 N | 760℃ - ?. b( w! U; L1 f
| 普通锻件
( X! c+ s' @/ M8 Q粉末锻件 - ~6 ~$ _2 [9 O
| 980 / l7 a( |3 x/ i4 q" a9 N
1120 8 z- `$ d4 \) B, ?- j$ l* [
| 880
+ B' j0 ]/ | |* j! u5 c1000 4 N" Z3 L5 [8 e, h# ?
| 45h 7 S& v+ ?1 N+ ?1 G* j
90h ) Z( S: n' H/ I* H" w7 j
| 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。 |