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膨胀高温合金的发展历程及概述

发布时间: 01-28

      高温合金通常是指能在600~1200℃的高温下抗氧化、抗腐蚀、抗蠕变,并能在较高的机械应力作用下长期工作的合金材料。高温合金凭借优异的抗氧化和抗热腐蚀性能在航空发动机、汽车发动机、燃气轮机、核电、石油化工等多个领域广泛应用,其中航空航天占据最重要地位。
       现代低膨胀高温合金发展,是以因瓦效应以及时效硬化的发现为基础的,在上世纪70年代,随着国内航空航天事业的快速发展以及社会经济发展中能源危机的日益严重,逐渐为低膨胀高温合金在航空航天领域中的应用以及发展进步,提供了重要的契机。
        在低膨胀高温合金的发展历程中,最早出现的商用Fe-Ni-Co系列合金,在通过使用Nb以及Ti进行强化,去除Al并加入Si等一系列成分变化后,对于原有的商用合金材料的应力加速晶界氧化脆性进行明显改善后,使得低膨胀高温合金在航天航空领域中的应用得到大量的突破。
        后来,为了改善低膨胀高温合金的抗氧化以及裂纹扩展速率等性能,又进行了相关的新合金系研究,形成了以Inconel 783合金为主的Fe-Ni-Co-Al-Cr系合金与以Haynes242合金为主的Ni-Mo-Cr系合金的研究主流,使得低膨胀高温合金能够在750度的高温环境中仍能够实现完全的抗氧化功能和作用。 

  在现代低膨胀高温合金的发展历程中,低膨胀高温合金的发展是以“因瓦效应”以及“时效硬化”现象的发现为发展基础的。在19世纪90年代后期,法国的一位研究学者发现Fe-Ni合金中的Ni成分含量在合金所有成分含量的36%左右时,合金的热膨胀系数会出现最低值情况,促成了因瓦合金的提出,它为低膨胀高温合金的发展奠定了一定的发展基础。随后,在对于低膨胀高温合金的发展研究中,由于精密仪器仪表行业以及电真空玻璃封装行业的发展需求,低膨胀高温合金以及定膨胀高温合金的的研究发展取得了较为突破性的发展与进步提升。
      在这一时期也先后出现了Fe-Ni系以及Fe-Ni-Co系、Fe-Ni-Cr系、Fe-Cr系等低膨胀以及定膨胀合金,也就是在低膨胀合金的这一发展过程与阶段时期,时效硬化现象被发现并研究提出,使得现代低膨胀合金发展的两大基础条件全部具备,并使得低膨胀高温合金随着时代的发展随之逐渐的发展起来。在现代低膨胀高温合金发展的两大基础条件中,时效硬化现象的发现提出,不仅使低膨胀高温合金的热稳定性能得到了显著的改善,并且也为低膨胀合金在航空航天中的应用创造了可能性。

高温合金锻件
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标签:膨胀合金 高温合金 国机金属


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