【中国铝业网】镍基合金是高温合金中应用范围较为广泛的一种合金,特别是在航空航天领域和国防领域,例如航空发动机、导弹等尖端设备的研制,占有重要地位。由于镍基合金中可以溶解多种合金元素,且能保持较好的组织稳定性,这为其性能的改善提供了许多途径??萍嫉姆⒄苟阅呶潞辖鹛岢隽烁叩囊?,为满足市场需求,必须对镍基高温合金加快研究,提高其综合性能。合金化优化设计就是这个研发工作中一个重点。
一、固溶强化
对镍基高温合金性能强化的主要手段是添加适量的固溶强化元素。固溶强化型合金有着优良的抗氧化和抗疲劳性能,同时还有较好的可塑性;其较突出的优点是组织稳定性?;谡庑┨匦?,镍基高温合金可用于生产工作温度较高的金属零部件,如发动机的扇叶。镍的原子半径和钨、钼等合金元素的原子半径接近,基于这些特性,可使镍同时溶解大量的钨、钼和钴等合金元素,却不会出现新的相。研究表明,常见金属的固溶温度范围一般在1050——1560℃之间。美国研制出一种性能优良的固溶强化型合金——镍基变形高温合金Haynes280,这种合金在1400℃的高温时,强度可达165MPa、延伸率可达87%。其主要是因为在合金中加入了难熔金属元素,例如钨和铬等元素;同时在研制过程中添加少量的碳元素以形成碳化物,达到阻碍晶粒长大和强化晶界的作用。
研究还表明,通过加入大量的钼等难熔金属元素,可以提高合金的强度;通过加入钌元素可以提高合金的组织稳定性;通过加入一定数量的钨等难熔金属,可以在一定情况下提高合金的抗腐蚀性能;通过添加一定量的稀土可以极大地改善抗氧化腐蚀的性能。