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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>>

上海交通大学
上海交通大学

镍基高温合金整体叶轮高效加工应用基础研究

整体叶轮作为发动机透平机械核心部件,工作温度高,承受交变、冲击载荷,苛刻的工作条件对整体叶轮材料性能提出高要求。镍基高温合金在高温下具有良好的抗氧化、抗腐蚀、抗蠕变性能以及优异的疲劳寿命,适合作为整体叶轮材料。然而,良好的物理、机械性能意味着较差的切削加工性能,镍基高温合金切削过程中切削力大、切削温度高、刀具磨损快、加工硬化与残余应力显著,给切削刀具与切削参数的选择带来极大挑战。除了材料难加工之外,由于发动机大推升比与高效率的要求,整体叶轮结构趋于复杂化,本文所研究的整体叶轮属于半开式–长短叶片离心整体叶轮。这一类整体叶轮流道窄而深、开敞性差,叶片薄、曲面扭曲大,叶片长厚比大,易发生切削变形和振动,对切削过程稳定性要求高。镍基高温合金切削过程中随着切削速度增大会先后出现切屑自由表面的周期性裂纹扩展与剪切带局部热塑性失稳而生成锯齿形切屑。低速时切屑自由表面材料的应变硬化效应远超过剪切带内部材料的热软化效应,从而切屑自由表面材料脆性...  (本文共178页) 本文目录 | 阅读全文>>

《宇航材料工艺》2005年03期
宇航材料工艺

高温合金超塑切削

本成果是研究在一定的温度条件下,使切削区材料出现塑性急剧上升、变形抗力急剧下降的相变超塑性,在此状态下实现超塑切削。金属的塑性,是决定材料加工难易和表面加工质量的重要因素之一。利用材料组织的变形温度和变形速度,可使材料呈现伸长率特大和变形抗力特低,且有整体均匀变形的特性,这就是材料的“超塑性”。本工艺技术属国...  (本文共1页) 阅读全文>>

《宇航材料工艺》2005年01期
宇航材料工艺

高温合金的发展与选择

高温合金通常指在260~1205℃内具有强度、耐环境性能并具稳定性的材料。过去35年来,现代高温 合金的化学成分变化很小,新型合金出现的很少;但是,现有合金性能却大为改进。合金性能的近期改进主 要是通过改善生产加工工艺而取得。 1 高温合金分类 高温合金通常可分三类。 铁基高温合金 此类合金又分为固溶强化合金和时效硬化合金。时效硬化合金包括Pyromet A-286、 901、V-57、CTX-1、CTX-909合金和Thermo-Span 合金。这些合金均包含铌及(或)钛和铝。经固溶时 效硬化处理后,在595~705℃下具备良好的强度与硬度。 镍基高温合金 此类合金又分为非时效硬化合金和时效硬化合金。含铬量约20%,而镍含量为50% ~80%。典型的时效硬化合金有:Waspaloy、Pyromet720、和Pyromet41、80A、X-750和751合金,这些合金 的适用温度最高为870℃。固溶强化合金(Pyr...  (本文共2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>>