GH747(GH2747)高温合金(高温合金的应用于航空发动机)

很多人不知道GH747(GH2747)高温合金的知识，小编对高温合金的应用于航空发动机进行分享，希望能对你有所帮助！

本文导读目录：

1、GH747(GH2747)高温合金

2、高温合金的应用于航空发动机

3、GH4169高温合金的应力断裂性能

GH747(GH2747)高温合金

　　GH747高温合金已用于制作航空、航天发动机燃烧室及加力燃烧室内高温抗氧化部件，也用于制作工业用各种炉辊、传动装置、热电偶套管等耐热部件。

　　尤其适用于石化、核能、冶金等领域用高温抗氧化装置零部件。

　　Max0.117.046.03.90.030.020.0251.01.0。

　　热轧棒材、锻制棒材、锻件：1000-1200℃，水冷，保温时间根据材料厚度而定。

高温合金的应用于航空发动机

　　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。

　　燃烧室的功用是把燃油的化学能释放变为热能，是动力机械能源的发源地。

　　燃烧室内产生的燃气温度在1500～2000℃之间。

　　其余的压缩空气在燃烧室周围流动，穿过室壁的槽孔使室壁保持冷却。

　　燃烧筒合金材料承受温度可达800～900℃以上，局部可达1100℃。

　　导向叶片是调整从燃烧室出来的燃气流动方向的部件，是航空发动机上受热冲击最大的零件之一。

　　一般来讲，导向叶片的温度比同样条件下的涡轮叶片温度高约100℃，但叶片承受的应力比较低。

　　涡轮盘工作时，轮缘温度达550～750℃，而轮心温度只有300℃左右，整个部件的温差大；转动时承受重大的离心力；启动和停车过程中承受大应力低疲劳周期。

GH4169高温合金的应力断裂性能

　　GH4169合金是一种镍基高温合金，因其优异的机械性能和良好的加工能力而广泛应用于航空发动机工业。

　　GH4169在高温、恶劣条件下的断裂应力下的力学性能值得密切关注。

　　本文系统评价了GH4169合金在恒载和550～700℃不同温度条件下的蠕变断裂，分析了应力断裂行为的主要影响因素。

　　GH4169合金是一种沉淀硬化的镍基高温合金，广泛用于飞机发动机工业。

　　转子部件，例如压缩机盘、线轴以及涡轮盘、压缩机叶片和动力传动轴通常由这种合金制成。

　　GH4169合金可提供高达约650C的最高有用使用温度的操作条件，以满足转子部件的要求。

　　例如，获得了高抗拉强度、断裂韧性、抗氧化性和优异的抗应力断裂性[1]、[2]、[3]、[4]、[5]、[6].特别是在高温下运行的转子部件的设计中应主要考虑应力断裂。

　　应力断裂通常涉及材料随时间变化的变形和断裂，它会因应力或温度的增加而加速。

　　蠕变应力断裂与材料在恒定应力下的缓慢变形有关，这会导致部件形状发生永久性变化。

　　这种类型的断裂主要以微观内腔的形核、生长和聚结为特征[7].迄今为止，GH4169合金的应力断裂特性已经在最高使用温度范围内进行了研究。

　　虽然GH4169合金的加速应力断裂行为是航空结构应用中的主要考虑因素之一，但在极高温度环境下与加速应力断裂相关的研究尚未深入探讨。

　　使用标准机械抛光程序制备金相样品，并在150mlH3PO4+10mlH2SO4+15g铬酸酐的混合物中进行电解蚀刻。

　　通过使用光学显微镜（OM）和扫描电子显微镜（SEM）进行微观结构特征的研究。

　　JSM-6480LV型扫描电镜（SEM）用于观察合金中相的形貌和分布。

　　通过场发射扫描电子显微镜分析亚结构特征，包括″形态和尺寸(FESEM)。

　　ZEISSSUPRA55型场发射扫描电子显微镜用于观察所有析出物的形态和分布。

　　GH4169合金经960℃固溶退火和两步时效处理后的显微组织如图1所示。

　　合金的晶粒尺寸在5-20m范围内，平均晶粒尺寸约为10m。

　　确定晶粒尺寸的方法遵循ASTME112-96[17]。

　　合金的OM显微照片表明碳化物在基体和晶界处析出。

　　图2显示了应力断裂寿命对GH4169合金应力的依赖性。

　　从图中可以看出，应力断裂寿命随着温度和应力的增加而降低。

　　从图2可以看出，Larson-Miller参数可以用来预测应力断裂寿命。

　　通过计算机模拟得到GH4169合金的应力断裂寿命经验公式，可表示为：LMP(T+273)(logt+C)10-3，其中T为试验温度，t为应力破裂寿命，C为常数。

　　图3显示了GH4169合金的Larson-Miller参数(LMP)的相关性。

　　图3中的数据与规范中给出的数据具有可比性。

　　利用这个结果可以很容易地预测GH4169合金的应力断裂寿命。

　　700℃和550℃应力断裂试样的SEM断口分别如图4、图5所示。

　　如图4（a和b）所示，700C应力断裂试样的断口图显示了塑性断裂模式。

　　550C应力断裂试样的断口如图5（a和b）所示，显示出脆性断裂模式。

　　GH4169合金在550C、1000MPa(a)和550C、1050MPa(b)测试条件下的SEM断口图。

　　TEM显微照片显示了相周围的″相耗尽区。

　　GH4169合金在550C、1000MPa(a,b)和550C、1050MPa(c,d)测试条件下的SEM显微照片。

　　如图7（b和d）所示，对应于断裂试样变形量规部分的微观结构证实了机械孪晶的存在。

　　代表性的TEM显微组织如图8所示，(001)[1-10]。

　　选区衍射图(SADP)证明了双胞胎的存在，如图8(b)所示。

　　图9（a）中超晶格点的（011）[100]SADP表明有序相的存在。

　　TEM照片显示了两个不同方向的滑带，如图9（b）所示。

　　这一证据支持这样一个事实，即应力老化限制了横向滑移并以滑移线的形式引起不均匀变形。

　　由于这种合金的层错能低，它可以防止位错的交叉滑移。

　　图9(b)显示了在滑带内具有高密度位错的强烈平面滑移。

　　这表明变形是高度不均匀的，主要局限于滑带内。

　　TEM显微照片显示了超晶格点的（011）[100]SADP（a），交叉滑移（b）以及”相和位错的相互作用（c）。

　　FESEM显微照片显示了GH4169合金在550C、1050MPa测试条件下2920小时应力时效后的棒状相(a)和"析出物(b)。

　　(1)参数用于预测GH4169合金的应力断裂寿命：LMP(T+273)(logt+C)10-3,C25。

　　(3)在应力断裂变形过程中，″析出物粗化受铌在基体中的体积扩散控制。

　　温度和应力的升高加速了高温高应力条件下”析出物的粗化。

　　这导致GH4169合金的应力断裂寿命降低。

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