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高温合金整体叶轮控晶铸造工艺研究

1 引 言随着熔模精密铸造技术的发展,自上世纪60年代开始,1500kW以下的小型涡轮发动机广泛采用整体铸造叶轮[1]。由于叶轮四周布满细薄的叶片,中间轮盘较为厚大,如果用普通方法铸造,则薄的叶片易形成细晶,不能满足耐热性要求(持久和蠕变性能较差),而厚的轮盘则形成粗大晶粒,又不能满足强度和低周疲劳性能的要求。然而迄今国内均采用普通铸造工艺来铸造整体叶轮。针对普通铸造整体叶轮存在的问题,世界各国开展了大量的研究工作,重点是将整体叶轮的轮盘铸造成细晶粒。所研究的细晶工艺方法一般分为三种:热控法、机械法和化学法。热控法是通过严格控制合金的浇注温度,增大合金凝固期间的金属过冷度使结晶核心增多,并缩短合金凝固时间限制晶粒长大来获得细晶铸件。如美国Airesearch公司生产IN13LC轴向细晶涡轮,采用1100℃型壳温度,浇注过热度控制在22~28℃,获得的晶粒度等级为ASTM1~2级[2]。但这样低的浇注温度,导致合金的流动性很差,对...  (本文共3页) 阅读全文>>

《航空材料学报》2005年03期
航空材料学报

高温合金整体叶轮铸造技术的研究进展

在发动机中,高温合金叶轮位于燃烧室和导向器之后,叶片必须工作于高温腐蚀性燃气环境中,承受高温腐蚀性气体的直接冲击和因此带来的极高的热应力和机械应力,容易发生蠕变断裂。此外,叶轮工作时,转数极高,导致轮盘部位遭受巨大的机械应力,轮盘容易开裂。早期,叶轮的制造方法是将锻造盘和铸造叶片通过机械加工然后装配在一起。这种制造方法周期长,成本高,装配精度不易保证。为了降低叶轮的制造成本,20世纪60年代末出现了将叶片和轮盘连在一起整体铸造的技术,当时主要用作地面涡轮增压器叶轮。随着铸造工艺水平的提高,整铸技术扩大应用到航空发动机上。目前1500kW以下的小型涡轴发动机广泛采用轴向和径向整体铸造叶轮(图1)。这不仅降低了叶轮的制造成本,而且避免了榫头装配的应力[1]。随着铸造技术和高温合金材料的飞速发展,人们已经可以获得所期望的特定显微组织的整铸叶轮。1整体叶轮铸造合金材料随着航空科学技术的进步和发展,航空发动机的性能不断日益完善和提高,正朝...  (本文共6页) 阅读全文>>

《世界有色金属》2004年05期
世界有色金属

新型耐高温合金

法国一家公司制成了一种新型的耐高温合金。该合金以钼为主要成分,含有一定比例的三氧化二钇和钾。这种合金的再结晶温度高,且再结晶后的组织结构良好。试验表明,该...  (本文共1页) 阅读全文>>

《固体火箭技术》2004年02期
固体火箭技术

高温合金涡轮盘坯锭的喷射成形与工艺因素分析

1 引言喷射成形工艺属于快速凝固范畴,由于该工艺制备的合金具有快速凝固工艺的组织特性,如晶粒细小,组织均匀,含氧量低,消除了宏观偏析,扩大合金的固溶度等,此外可明显改善合金的热加工性能[1~3]。经过30多年的发展,喷射成形工艺逐步走向成熟。在铝基合金、铁基合金、铜基合金、高温合金和金属间化合物等方面得到了深入研究。20世纪80年代,喷射成形的技术优势促使人们致力于航空、航天发动机高温合金部件的喷射成形制备研究。其中涡轮盘因受力复杂,性能要求高,且形状适于喷射成形工艺,受到人们的特别重视。其研究范围涉及到合金喷射成形制备的工艺优化、组织形成与演变、性能等诸多方面[4~6]2 涡轮盘高温合金成形工艺特点传统涡轮盘坯成形工艺是铸锭冶金工艺,即“铸造成锭+锻造成形”。随着对涡轮盘性能要求的不断提高,合金化程度不断增大,对材料的热加工性能提出了更高要求,普通铸锻工艺难以胜任航空、航天工业的需求。后出现的粉末冶金工艺虽然使性能有所改善,但...  (本文共5页) 阅读全文>>

《材料导报》2019年21期
材料导报

高温合金废料回收再利用的研究进展及未来发展方向

0引言高温合金在生产制造过程中添加了Ta、Cr、W、Nb、Re、Ru等多种难熔金属元素,使其耐高温性能、耐腐蚀性能、抗疲劳性能及组织稳定性等得到了极大的提升。高温合金在航空航天、石油化工、核工业等领域长期占据重要地位[1-2]。我国高温合金牌号众多[2-3],可按基体元素分为镍基高温合金、铁基高温合金、铁镍基高温合金和钴基高温合金。镍基高温合金是以镍为主要元素的合金,主要牌号有GH4698、GH4742和K417等。铁基或铁镍基高温合金是以铁或铁镍为主要元素的合金,其中镍的含量为25%~50%,主要牌号有GH2135、K213和K214等。钴基高温合金是以钴为主要元素的合金,如K640、DZ640M及GH6159等[2]。近年来,我国高温合金技术发展迅猛,高温合金的用量与日剧增,在高温合金加工、使用、替换及维修等过程中产生了大量的合金废料。仅在2010年里,我国高温合金废料就多达7 000 t;镍消耗5. 05×105t,占当年...  (本文共8页) 阅读全文>>

《金属加工(冷加工)》2018年12期
金属加工(冷加工)

高温合金的钻孔加工

高温合金分为铁基高温合纯度高、组织致密的奥氏体合点如下:金、镍基高温合金和钴基高温合金。而且有的元素与非金属元素(1)切削力大:高温合金金,是在760~1 500℃、一定应C、 B、 N等构成硬度高、比重的塑性好、强度高。在较高温度力条件下、长期工作的高温金属小、熔点高的金属与非金属化合时,仍保持高强度。加工时所需材料。具有优异的高温强度、良物。使切削加工性能变差。相对切削力是普通合金钢材料的2~5好的抗氧化和抗热腐蚀性能、良45钢的切削性能,高温合金的切倍。好的抗疲劳强度及断裂韧性等综削性能只有其5%~20%。高温合(2)切削热量高:高温合金合机械性能。广泛用于航天、金与常用、金属机械属性对比矢的导热系数小,加工时热量集中航空、各种热处理设备。随着冶量如图1所示。各类高温合金的材在切削区,不易扩散。致使切削金技术的日益发展,高温合金的料特点相比如附表所示。刀具迅速磨损。综合性能得以进一步提升,使得综合高温合金的切削加工特(3)...  (本文共4页) 阅读全文>>

《热加工工艺》2019年04期
热加工工艺

中国船舶重工集团公司第十二研究所钛及高温合金研究室

钛及高温合金研究室主要从事钦合金、高温合金材料的铸造成形及加工工艺的研究和生产,在复杂类、薄壁类、承压类铸件的成形工艺的开发积累了丰富的经验,先后在船舶、化工、石油、疏浚和煤炭等行业,协助企业解决实际生产面临材料工艺方面的重大技术问题,为企业提供完善的服...  (本文共1页) 阅读全文>>