Progresso da pesquisa de materiais de superliga à base de níquel
Ao longo do último meio século, a China desenvolveu e formou muitos sistemas de superligas à base de níquel para atender às crescentes necessidades de energia, transporte, aviação, aeroespacial e outras indústrias. Em particular, o desenvolvimento de superligas à base de níquel melhorou muito o desempenho dos motores aeroespaciais da China. contribuiu significativamente para a melhoria. Este artigo apresenta brevemente a história do desenvolvimento de superligas à base de níquel, analisa o progresso da pesquisa de superligas à base de níquel nos últimos anos e discute as tendências de aplicação e desenvolvimento de superligas à base de níquel.
introdução
Mais de 50% dos materiais nos motores modernos de turbina a gás usam ligas de alta temperatura, das quais a quantidade de ligas de alta temperatura à base de níquel representa cerca de 40% dos materiais do motor. As ligas à base de níquel possuem excelentes propriedades abrangentes em temperaturas médias e altas. Eles são adequados para trabalhar em altas temperaturas por muito tempo e podem resistir à corrosão e abrasão. São os mais complexos e amplamente utilizados em peças de alta temperatura e possuem muitas propriedades metalúrgicas entre todas as superligas. Ligas de maior interesse para os trabalhadores. As ligas de alta temperatura à base de níquel são usadas principalmente em componentes estruturais que trabalham a 950 ~ 1050 graus no campo aeroespacial, como pás de trabalho de motores aeronáuticos, discos de turbina, câmaras de combustão, etc. importância para o desenvolvimento da indústria aeroespacial do meu país.
1. Visão Geral
Ligas de alta temperatura à base de níquel são ligas de alta temperatura que usam níquel como matriz (geralmente mais de 50% de conteúdo) e possuem alta resistência e boa resistência à oxidação e corrosão gasosa na faixa de 650 a 1000 graus. É desenvolvido com base na liga Cr20Ni80. A fim de atender aos requisitos de resistência térmica a alta temperatura (resistência a alta temperatura, resistência à fluência, resistência à fadiga em alta temperatura) em torno de 1000 graus e antioxidação e anticorrosão em meios gasosos, um grande número de reforços foi adicionado . Elementos, como W, Mo, Ti, Al, Nb, Co, etc., para garantir seu desempenho superior em altas temperaturas. Além do fortalecimento da solução sólida, as superligas também contam com o fortalecimento da precipitação da fase ′ do composto intermetálico (Ni3Al ou Ni3Ti, etc.) formada por Al, Ti, etc. e Ni, o fortalecimento da dispersão intragranular de alguns MC finos e estáveis, M23C6 carbonetos e B, Zr, Re, etc. desempenham um papel na purificação e fortalecimento dos limites dos grãos. O objetivo da adição de Cr é melhorar ainda mais a antioxidação e a resistência à corrosão em alta temperatura das ligas de alta temperatura. As superligas à base de níquel possuem boas propriedades abrangentes e têm sido amplamente utilizadas nos setores aeroespacial, automotivo, de comunicações e da indústria eletrônica. Com a exploração das propriedades potenciais das ligas à base de níquel, os pesquisadores apresentaram requisitos mais elevados para o seu desempenho. Acadêmicos nacionais e estrangeiros desenvolveram novas técnicas de processamento para ligas à base de níquel, como forjamento isotérmico, deformação por extrusão, deformação de revestimento, etc.
2. História de desenvolvimento de superligas à base de níquel
As superligas à base de níquel ocupam uma posição particularmente importante em todo o campo das superligas. Seu desenvolvimento e uso começaram no final da década de 1930 e foram desenvolvidos tendo como pano de fundo que o surgimento dos aviões a jato impunha requisitos mais elevados ao desempenho das superligas. . O Reino Unido produziu pela primeira vez a liga à base de níquel Nimonic75 (Ni-20Cr-0.4Ti) em 1941. Para melhorar a resistência à fluência, o alumínio foi adicionado para desenvolver Nimonic80 (Ni{{9} }Cr-2.5Ti-1.3Al). Os Estados Unidos em meados da década de 1940, a União Soviética no final da década de 1940 e a China em meados da década de 1940 também desenvolveram superligas à base de níquel.
O desenvolvimento de ligas de alta temperatura à base de níquel inclui dois aspectos: melhoria da composição da liga e inovação dos processos de produção. No início da década de 1950, o desenvolvimento da tecnologia de fundição a vácuo criou condições para o refino de ligas à base de níquel contendo alto teor de alumínio e titânio; no final da década de 1950, a tecnologia de fundição de precisão de investimento foi usada para desenvolver uma série de ligas de fundição com boa resistência a altas temperaturas; na década de 1960. No médio prazo, foram desenvolvidas cristalização direcional e superligas de cristal único e superligas de metalurgia do pó com melhor desempenho; para atender às necessidades de navios e turbinas a gás industriais, uma série de ligas à base de níquel com alto teor de cromo e níquel com melhor resistência à corrosão a quente e estrutura estável foram desenvolvidas desde 1960. Liga. Em cerca de 40 anos, do início da década de 1940 ao final da década de 1970, a temperatura operacional das ligas à base de níquel aumentou de 700 graus para 1100 graus, com um aumento médio de cerca de 10 graus por ano.
