高溫合金組織結(jié)構(gòu):
1、相變溫度:合金中γ′相的溶解溫度為980~1050℃,開始從基體中析出溫度為630℃,析出峰值溫度為800℃。合金中M23C6碳化物相的開始析出溫度為700℃,完全溶解溫度為1020℃。
2、合金組織結(jié)構(gòu):
經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)熱處理后,除奧氏體基體外,該合金經(jīng)650℃和730℃長期時效至3000h,γ′相的數(shù)量變化不明顯,分別約有3%和1%左右的補(bǔ)充析出,γ′相大小分別從146nm長大至196nm和177nm。碳化物MC向M23C6轉(zhuǎn)化,碳化物總量略有增加,從時效前占基體總量的0.5%增加到0.76%和0.78%。在長期時效過程中無新相析出,組織穩(wěn)定。
工藝性能與要求:
1、固溶處理溫度范圍是1160℃~1190℃,好在1175℃左右。
為得到大的蠕變強(qiáng)度,建議冷卻方式為水淬。對于厚度小于1.5mm 的材料,也可采用快速空冷。去應(yīng)力退火溫度為高870℃。在熱處理過程中,保持工件清潔。
2、去氧化皮的表面氧化物和焊縫周圍的焊渣的附著性比不銹鋼更強(qiáng),推薦使用細(xì)晶砂帶或細(xì)晶砂輪進(jìn)行打磨。
3在用HNO3/HF 混合酸進(jìn)行酸洗前噴砂或打磨將氧化膜打碎。
航空發(fā)動機(jī)用的機(jī)匣、轉(zhuǎn)子封嚴(yán)環(huán)和蜂窩環(huán)零件國內(nèi)外較多地采用低膨脹高溫合金制備。低膨脹合金是發(fā)動機(jī)實現(xiàn)間隙控制技術(shù),減少燃?xì)鈸p失和提高熱效率的功能結(jié)構(gòu)材料。
我國應(yīng)用的板材變形合金主要有20多個牌號。它們的共同特點是塑性好,具有中等強(qiáng)度,焊接性能,還有較好的抗氧化和抗腐蝕性能。主要用于制作發(fā)動機(jī)動力裝置的燃燒室、加力燃燒室、飛機(jī)機(jī)尾罩、導(dǎo)流罩、襯筒和衛(wèi)星毛細(xì)管等。航空發(fā)動機(jī)燃燒室零件大多采用固溶強(qiáng)化合金制造。近期,發(fā)動機(jī)生產(chǎn)中為了減輕結(jié)構(gòu)重量,采用時效強(qiáng)化的板材合金來制造燃燒室零件,取得了良好效果。采用時效強(qiáng)化的變形高溫合金制造加力燃燒室殼體,可大幅度減輕發(fā)動機(jī)重量,但其成形和焊接比固溶強(qiáng)化合金要困難。
從20世紀(jì)30年代后期起,英、德、美等國就開始研究高溫合金。第二次世界大戰(zhàn)期間,為了滿足新型航空發(fā)動機(jī)的需要,高溫合金的研究和使用進(jìn)入了蓬勃發(fā)展時期。40年代初,英國在80Ni-20Cr合金中加入少量鋁和鈦,形成γ'相以進(jìn)行強(qiáng)化,研制成種具有較高的高溫強(qiáng)度的鎳基合金。同一時期,美國為了適應(yīng)活塞式航空發(fā)動機(jī)用渦輪增壓器發(fā)展的需要,開始用Vitallium鈷基合金制作葉片。
此外,美國還研制出Inconel鎳基合金,用以制作噴氣發(fā)動機(jī)的燃燒室。以后,冶金學(xué)家為進(jìn)一步提高合金的高溫強(qiáng)度,在鎳基合金中加入鎢、鉬、鈷等元素,增加鋁、鈦含量,研制出一系列牌號的合金,如英國的“Nimonic”,美國的“Mar-M”和“IN”等;在鈷基合金中,加入鎳、鎢等元素,發(fā)展出多種高溫合金,如X-45、HA-188、FSX-414等。由于鈷資源缺乏,鈷基高溫合金發(fā)展受到限制。