镍基高温合金的简介-改.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2016/6/4,2021,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2016/6/4,2021,#,镍基高温合金的简介,报告时间,：,2016-06-06,报告人：邹亦凡,1,2021,目录,4,强化热处理,3,性能,2,组织结构,1,发展,背景,5,发展前景,2,2021,1,发展,背景,随着,航空航天工业的不断发展，高温合金的开发与研究越来越,被人们,所关注,3,2021,我国高温合金发展的三个阶段,一,第一阶段,从,1956,年,至,20,世纪,70,年代初,第二阶段,从,20,世纪,70,年代,中至,90,年代,中期,第三阶段,从,20,世纪,90,年代,中至今,我国,高温合金的创业和起始阶段 在苏联专家的指导下,炼出,的第一炉高温合金,拉开了,我国研制,和生产的序幕,我国高温合金的提高阶段 随着试制和生产一些仿,欧美,型号的航空发动机,引进了一系列欧美体系的合金,我国高温合金的新发展阶段，应用和开发出了一批的,新,工艺，研制和生产了一系列高性能、高档次的高,温合金,王会阳，安云岐，李承宇，晁兵，倪雅，刘国彬，李萍,.,镍基高温合金材料的研究进展,.,材料导报,2011,25:482-486,4,2021,2,组织,结构,镍基高温合金是以镍为基体（含量一般,大于,50,）、,在,650,1000,范围内具有较高的强度和良好的抗氧化、抗,燃气,腐蚀能力的高温合金,5,2021,镍基高温合金的相的组成,二,镍,基高温合金的铸态组织由基体,相，主要强化,相，,(,Ni,3,A1,),及枝晶间,的,共,晶相和碳化物,(,硼化物,),组成,。,（,1,）,基体,：通常含有较多数量固溶元素,(,CoCrMoW,),的连续分布的面心立方结构的镍基奥氏体相。,（,2,）,相,是一种以,Ni,3,Al,为基的金属间化合物，与基体一样都是面心立方结构，且两相的点阵常数相差很小,，,相,总是,在,基体,上共格析出,。,相,是镍基高温合金中最重要的强化相。,（,3,）,共晶相：对于,Al,、,Ti,含量较高的铸造高温合金，会产生由,和,相共同结晶的情况，生成共晶。,（,4,）碳化物相高温合金中可能出现的碳化物类型,有,MC,、,M,6,C,和,M,23,C,6,。,碳化物在镍基高温合金的强化中起着重大作用。,合金微观形貌,郭建亭,.,高温合金材料学（上册）,.,科学出版社，,2008,6,2021,相的形貌,二,相的晶体结构,冷却后,产生,和,相,的微观组织形貌,碳化物析出形态,铸造高温合金冷却后生成共晶的微观组织形貌,郭建亭,.,高温合金材料学（上册）,.,科学出版社，,2008,7,2021,合金元素,二,镍基高温合金通常含有十余种合金元素,，分类,如下：,形成,基体的元素：,Ni,，,Co,，,Cr,，,Mo,，,W,，,Nb,，,Ta,，,Ti,，,AI,，,C,，,B,，,Zr,形成,相,的元素：,Nb,，,Ta,，,Ti,，,Al,强化,晶界的元素：,C,，,B,，,zr,形成,碳化物的元素：,Cr,，,形成,稳定氧化膜的元素：,MO,，,W,，,Nb,，,Ta,，,Ti,Cr,，,Al,8,2021,合金元素的作用,二,1.,镍,镍,是基体元素，,FCC,结构，从室温到高温没有同素异构转变,。,3.,铬,铬,含量约十分之一会,进,相,，还有少量形成碳化物，其余,大部分溶解,于,固溶体。,2.,钴,钴,具有密排六方（,HCP,）结构，从室温到高温要发生同素异构转变，由,HCP,结构,转变,FCC,结构,。,3.,钨和钼,钨溶解于,基体和,相各占一半，钼主要溶解于,基体中,镍含量对镍基合金持久寿命的影响,钴含量对合金蠕变速率和蠕变断裂寿命的影响,钼含量对合金屈服强度的影响,铬含量对合金氧化速率的影响,9,2021,3,性能,镍基高温合金一般在,600,以上承受一定应力,的条件,下工作，它不但有良好的高温抗氧化和抗,腐蚀能力,，而且有较高的高温强度、蠕变强度和持久,强度,，以及良好的抗疲劳性能,10,2021,镍,基高温合金的特殊性能,三,在金属材料中，镍基合金由于具有最佳的抗高温蠕变能力，而被广泛的使用在各种高温环境，作为承力件应用。,镍基合金室温下就具有较高的,拉伸强度,且,兼具良好的延展性，此一,趋势可维持至高达,850,高温合金在高温下的疲劳寿命受温度、应变速率、保持时间以及负荷波形等参数的影响，这主要是由于高温下与时间相关的损伤机制发生作用的结果,镍基合金在强还原性腐蚀环境，复杂的混合酸环境，含有卤素离子的溶液中都具有很好的耐蚀性。,高温强度,耐腐蚀性,蠕变强度,疲劳性能,11,2021,有关性能的具体体现,三,不同合金的抗蠕变性能比较图,镍基高温合金的性能曲线,12,2021,有关性能的具体体现,三,K 445,合金在最高循环温度,850,时,200,次热循环后的热疲劳裂纹形貌,不同合金在,HCl,中的耐蚀性质数据,13,2021,4,热处理,镍基高温合金的强化可以分为以下三类：固溶强化,、,晶界强化,、,第二,相强化,14,2021,强化原理,四,晶界强化,晶界的,晶体结构,不规则，原子排列杂乱，同时又有各种,晶体缺陷存在,。在,室温,快速形变下，由于晶界不参与形变，并且可阻止晶内滑移，因而有利于合金的强化。,第二相强化,(1),弹性应力场,作用,(2),位错切割第二相,质点,(3),位错绕过第二相质点的,Orowan,机制,(4),在高温蠕变条件下，位错可以通过交滑移或攀移越过第二相。,固溶强化,将合金元素固溶到奥氏体基体中，来达到强化的目的,。,沉淀硬化,金属,在过饱和固溶体中溶质原子偏聚区,和由,之脱溶出微粒弥散分布于基体中而导致,硬化。,颜鸣皋，陈学印,.,镍基高温合金的强化,.,金属学报（,ACTA METALLURGICA SINICA,）,1964,7(3):307-321,15,2021,固溶热处理,四,目的,作用,将,铸态,粗大,相,颗粒全部或部分固溶后在,空冷,过程中析出更细小,的,相,，以提高合金的高温强度,。,固,溶温度愈高，铸态粗大的矿相固溶的愈多,，析出细小,数量,愈多，合金强度越高,。,在,固溶处理过程中，,除,相,固溶外，还有碳化物的分解和析出,，,碳化物在镍基高温合金,的,固溶,强化,中起着重大作用,固溶热处理的目的通常有三个,：,第一,，溶解或大部分溶解主要强化相,；,第二，获得,均匀而合适的晶粒尺寸,；,第三,，降低或消除,偏析。,16,2021,固溶热处理与,相,四,合金的,硬度随,固溶温度的升高先减小后增大,，,1140C,之前硬度随固溶温度的升高而减小，,1140,到,1200,。,随着固溶温度的升高，在,1180,和,1190,固溶时，,Y,相溶解缓慢，尺寸变化不大；在,1200,固溶时，,Y,相开始溶解尺寸、略微下降；在,1210,摄氏度和,1220,温度固溶时，由于,Y,相全部溶解后在时效过程中又重新析出，其尺寸明显减小,17,2021,固溶热处理与,Y,相,四,相平均等效直径与固溶温度的关系,随着固溶温度的升高,，,相,的形态逐渐由球形变为立方体形状,。,相,由球形向方形转变是一个界面能降低的过程。,固溶处理,对,相,数量的,影响,18,2021,时效强化,四,目的,时效热处理主要目的是是进一步析出细小,的,相或,“,相,，使主要强化相数量增加，使高温合金的强度进一步提高,一致性,不同固溶温度和不同固溶保温时间下，合金时效前后变化趋势一致。,组织,合金在经过时效处理后二,次,相变,化不明显，而在二,次,相,之间析出部分三,次,相,，析出三,次,相,的,数量与时效,前基体过饱和度有关。,冷却,水淬后时效合金的硬度最高，空冷次之，炉,冷最低,。这和合金中三,次,相,的含量相对应。,19,2021,时效,强化与,相,四,时效前后,相的情况,合金高温长期时效后,相的形貌,20,2021,固溶,+,时效,热处理,四,固溶,+,时效热处理,铸造,合金,通过固溶处理,后，合金的,强度提高了,，但是,塑性明显下降,，因此,目前一些,高强度铸造高温合金，为了获得优良的综合性能，即既有很高的强度，又有一定,的塑性,，合金固溶后应跟着进行,时效处理,。,时效处理,分一级、二级和三级,，由于,两级和三级时效处理后，,合金中,既有粗大,的,相,又有细小,的,相,弥散析出，使合金具有,最佳的综合性能,21,2021,5,发展前景,22,2021,发展前景,四,保持组织稳定性，提高材料强度。,发展耐热腐蚀性能优越的单晶合金。,开发密度尽量小的单晶合金。,降低成本，减少昂贵的金属元素添加量。,唐中杰,郭铁明,付迎,惠枝,韩昌松,.,镍基高温合金的研究现状与发展前景,.,金属世界，,2014,，,1,：,36-40,23,2021,参考文献,王会阳，安云岐，李承宇，晁兵，倪雅，刘国彬，李萍,.,镍基高温合金材料的研究进展,.,材料导报,2011,25:482-486,郭建亭,.,高温合金材料学（上册）,.,科学出版社，,2008,郭建亭。高温合金材料学（中册）,.,科学出版社，,2008,金玉花，韩萍花，李常锋，寇生,中,.,稀土,Y,，,Ce,对,K418,镍基,高温合金微观,组织的,影响,.,材料工程，,2016,，,44:46-51,颜鸣皋，陈学,印,.,镍,基高温合金的,强化,.,金属,学报（,ACTA METALLURGICA SINICA,）,1964,7(3),:,307-321,唐,中,杰,郭铁明,付,迎,惠,枝,韩昌,松,.,镍基高温合金的研究现状与发展,前景,.,金属世界，,2014,，,1,：,36-40,24,2021,报告完毕,感谢聆听,水木牛工作室建立于,2015,年,11,月份，致力于提供美观专业，准确合适的,PPT,模板。小店陆续增加各种精美模板，并提供,PPT,定制、修改美化等服务。,新品开发中，敬请关注！,水木牛工作室店址：,25,2021,