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1、,镍基高温合金的简介,报告时间：2016-06-06,报告人：邹亦凡,目录,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,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
2、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,镍基高温合金是以镍为基体（ 含量一般大于50 ） 、 在6501000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,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， (Ni3A1)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Ni3Al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
3、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、M6C和M23C6。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,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,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：N
4、i，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,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
5、,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,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,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
6、环境，含有卤素离子的溶液中都具有很好的耐蚀性。,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,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,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,强化原理,四,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,固溶热处理,四,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
7、偏析。,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,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,时效强化,四,时效强化与 相,四,时效前后 相的情况,合金高温长
8、期时效后 相的形貌,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,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，
9、2014，1：36-40,参考文献,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,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：http:/,
