ニッケル基超合金材料の研究進捗
過去半世紀にわたり、中国は電力、輸送、航空、航空宇宙、その他の産業の増大するニーズを満たすために、多くのニッケル基超合金システムを開発、形成してきました。 特に、ニッケル基超合金の開発により、中国の航空宇宙エンジンの性能が大幅に向上しました。 改善に大きく貢献しました。 本稿では、ニッケル基超合金の開発の歴史を簡単に紹介し、近年のニッケル基超合金の研究の進歩を概観し、ニッケル基超合金の応用と開発動向について考察します。
導入
最新のガスタービン エンジンの材料の 50% 以上に高温合金が使用されており、そのうちニッケル基高温合金の量はエンジン材料の約 40% を占めています。 ニッケル基合金は、中温度および高温で優れた総合的特性を備えています。 高温での長時間の作業に適しており、腐食や摩耗に耐性があります。 これらは、すべての超合金の中で最も複雑で高温部品に広く使用されており、多くの冶金学的特性を備えています。 労働者にとって最も関心のある合金。 ニッケル基高温合金は主に、航空エンジンの作動ブレード、タービンディスク、燃焼室など、航空宇宙分野で950〜1050度で作動する構造部品に使用されています。したがって、ニッケル基超合金の研究は非常に重要です。私の国の航空宇宙産業の発展にとって重要です。
1。概要
ニッケル基高温合金は、ニッケルを母材（一般に含有量50％以上）としており、650度から1000度の範囲で高い強度と耐酸化性、耐ガス腐食性を有する高温合金です。 Cr20Ni80合金をベースに開発されています。 1000℃前後の高温耐熱強度（高温強度、耐クリープ性、高温疲労強度）やガス媒体中での耐酸化性、耐腐食性の要求を満たすために、多数の強化材を追加しています。 。 W、Mo、Ti、Al、Nb、Co などの元素により、優れた高温性能を確保します。 固溶強化に加えて、超合金は、Al、TiなどとNiによって形成される金属間化合物相（Ni3AlまたはNi3Tiなど）の析出強化、一部の微細で安定なMC、M23C6の粒内分散強化にも依存します。炭化物、B、Zr、Reなどが粒界の浄化と強化の役割を果たします。 Crを添加する目的は、高温合金の耐酸化性と耐高温腐食性をさらに向上させることです。 ニッケル基超合金は優れた総合的特性を備えており、航空宇宙、自動車、通信、電子産業の分野で広く使用されています。 ニッケル基合金の潜在的な特性の探求により、研究者はその性能に対するより高い要件を提示しました。 国内外の研究者は、等温鍛造、押出変形、クラッディング変形などのニッケル基合金の新しい加工技術を開発しました。
2. ニッケル基超合金の開発経緯
ニッケル基超合金は、超合金の分野全体の中で特に重要な位置を占めています。 その開発と使用は 1930 年代後半から始まり、ジェット機の出現により超合金の性能に対する要求が高まったことを背景に開発されました。 。 英国は 1941 年に初めてニッケル基合金 Nimonic75 (Ni-20Cr-0.4Ti) を製造しました。クリープ強度を向上させるためにアルミニウムを添加して Nimonic80 (Ni{{9} }Cr-2.5Ti-1.3Al）。 -1940 年代半ばの米国、1940 年代後半のソ連、-1950 年代半ばの中国もニッケル基超合金を開発しました。
ニッケル基高温合金の開発には、合金組成の改善と製造プロセスの革新という 2 つの側面が含まれます。 1950 年代初頭、真空精錬技術の開発により、アルミニウムとチタンを多く含むニッケル基合金を精製する条件が整いました。 1950 年代後半には、インベストメント精密鋳造技術を使用して、良好な高温強度を備えた一連の鋳造合金が開発されました。 1960 年代中期には、より優れた性能を備えた方向性結晶化および単結晶超合金および粉末冶金超合金が開発されました。 船舶や産業用ガスタービンのニーズに応えるため、1960年代以降、より優れた高温耐食性と安定した組織を有する高クロムニッケル基合金が数多く開発されてきました。 合金。 1940 年代初頭から 1970 年代後半までの約 40 年間で、ニッケル基合金の動作温度は 700 度から 1100 度まで上昇し、平均して年間約 10 度上昇しました。
