先进高温合金都存在哪些战略应用？(镍基高温合金)

很多人不知道先进高温合金都存在哪些战略应用？的知识，小编对镍基高温合金进行分享，希望能对你有所帮助！

本文导读目录：

1、先进高温合金都存在哪些战略应用？

2、镍基高温合金

3、高温合金合金钢铸件

先进高温合金都存在哪些战略应用？

　　航空发动机被称为“工业之花”，是航空工业中技术含量最高、难度最大的部件之一。

　　作为飞机动力装置的航空发动机，特别重要的是金属结构材料要具备轻质、高强、高韧、耐高温、抗氧化、耐腐蚀等性能，这几乎是结构材料中最高的性能要求。

　　在现代先进的航空发动机中，高温合金材料用量占发动机总量的40%-60%。

　　在航空发动机上，高温合金主要用于燃烧室、导向叶片、涡轮叶片和涡轮盘四大热段零部件；此外，还用于机匣、环件、加力燃烧室和尾喷口等部件[2]。

　　燃烧室内产生的燃气温度在15002000℃之间。

　　因为其余的空间有压缩空气流动，所以燃烧筒合金材料的承受温度一般在800900℃以上，局部达1100℃。

　　因此，燃烧筒要求材料要具有高温抗氧化和抗燃气腐蚀性能，良好的冷热疲劳性能。

　　导向叶片是涡轮发动机上受热冲击最大的零件之一。

　　通常由于应力引起的扭曲、温度剧烈变化引起的裂纹以及过燃引起的烧伤，会使导向叶片在工作中经常出现故障。

　　根据导向叶片工作条件，要求材料具有如下性能：足够的持久强度及良好的热疲劳性能；有较高的抗氧化和抗腐蚀的能力。

　　涡轮盘在工作中受热不均，盘的轮缘部位比中心部位承受较高的温度，产生很大的热应力。

　　榫齿部位承受最大的离心力，所受的应力更为复杂。

　　为此对涡轮盘材料要求有：合金应具有高的屈服强度和蠕变强度；良好的冷热和抗机械疲劳性能；线膨胀系数要小，无缺口敏感性，较高的低周疲劳性能。

　　随着材料研制技术和加工工艺的发展，铸造高温合金逐渐成为涡轮叶片的候选材料。

　　美国从20世纪50年代后期开始尝试使用铸造高温合金涡轮叶片，前苏联在60年代中期应用了铸造涡轮叶片，英国于70年代初采用了铸造涡轮叶片。

　　而航空发动机不断追求高推重比，促使国内外自70年代以来开始研制新型高温合金，先后研制了定向凝固高温合金、单晶高温合金等具有优异高温性能的新材料。

　　其中单晶高温合金材料成为目前主流的涡轮盘材料。

　　随着以歼10B、歼15、歼16为代表的多款三代半战斗机陆续进入列装，WS-10发动机需求持续增长；随着国产大型运输机运-20的列装，大涵道比发动机也将进入量产，这将直接驱动航空发动机用高温合金的快速发展。

　　为了提升高温合金材料技术，工信部在发布的《国家增彩制造产业发展推进计划（2015-2016年）中明确要求突破高温合金等材料技术。

　　为了满足我国航空发展对高温合金材料的要求，我们要在过去工作的基础上，继续进行高水平、高质量的高温合金材料的发展和研制工作，稳定现有体系产品的性能和质量，研究和探索工作温度超过1100℃以上的后继新高温材料，完善我国的高温合金体系。

　　压水堆蒸汽发生器的传热管早期用18-8型不锈钢。

　　但是因为奥氏体不锈钢对应力腐蚀敏感，后被耐热、耐蚀合金Inconel600所代替。

　　此后发展了Inconel690和Incoloy800合金。

　　关于这三种合金的抗腐蚀性能的优劣，目前看法尚不统一，所以都在应用，法国偏重与Inconel690合金，德国多采用Incoloy800合金作传热管。

　　我国泰山核电站的蒸发器传热管采用的是Incoloy800合金，大亚湾核电站用的是Inconel690合金。

　　堆芯冷却管道是用定位格架和上下管座按设定的排列方式组装成燃料堆件或元件盒的。

　　定位格架材料早起采用奥氏不锈钢，目前主要采用镍基高温合金。

　　由于在海上长期工作，因此螺栓材料要经受由海盐成分加速的热腐蚀。

　　另外由于螺栓还承受很大的拉应力，所以应力腐蚀是螺栓失效的重要因素。

　　因此结构钢和合金钢螺栓多数不能直接长期用于舰船动力装置。

　　而应选用抗海洋气氛腐蚀性能好、抗高温腐蚀性能好、抗松弛性能好的高温合金制作舰船动力装置用螺栓。

　　可选的螺栓用高温合金有:GH132(A286)、GH145(Inconelx750)、GH751(Inconel751)、GH169、GH33A、GH80A(Nimonic80A)、GH90(Nimonic90)、MP35N、GH159(MP159)、R26、GH105(Nimonic105)、GH242等[6]。

　　[1]师昌绪，仲增墉.我国高温合金的发展与创新.金属学报，2010，46（11）：1281-1288。

　　[3]梁春华,李晓欣等.先进材料在战斗机发动机上的应用与研究趋势.航空材料学报,2012,32(6)：32-36。

　　[5]姜勇,李中权,张国伟等.精密铸造高温合金的应用与需求[J].矿冶工程,2014，34(3)：116-123。

　　[7]杜剑维，汤建华，李南.国外舰船动力装置技术发展现状及趋势[J].舰船科学技术，2010,32(8):13-19。

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镍基高温合金

　　高温合金又叫耐热合金，热强合金或超合金，它可在600-1100度的氧化和燃气腐蚀条件下，承受复杂应力，能长期可靠工作。

　　应用范围：航天，能源，交通运输，化学工业。

　　高温合金按基体可以分为：镍基，铁基，钴基。

　　高温合金按强化方法分为：固溶强化，沉淀硬化，弥散强化。

　　朝展代表高温合金棒，高温合金圆钢产品有GH2132,GH3030,X-750,GH600,IN718。

　　NAS660钢带钢板GH2132热轧圆钢。

　　主要特性：GH3030是一种铁基固溶强化型高温合金，铁基高温合金的基体金属是铁(含铁量约50％左右)，含铬量约10％-23％，含镍量大约只有7％一40％。

　　而镍基高温合金的基体金属是镍，镍含量一般都大于50％由于镍含量的提高，故镍基高温合金比铁基高温合金的热强性高，工作温度已达到1050℃左右；朝展GH3030产品主要使用范围：800℃以下环境中。

　　GH600是镍-铬-铁基固溶强化合金，具有良好的耐高温腐蚀和抗氧化性能、优良的冷热加工和焊接性能，GH600在700℃以下具有满意的热强性和高的塑性。

　　朝展GH600合金可以通过冷加工得到强化，也可以用电阻焊、溶焊或钎焊连接，适宜制作在1100℃以下承受低载荷的抗氧化零件。

高温合金合金钢铸件

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