고온 합금 소개

고온 합금은 고온, 심한 기계적 응력, 산화 및 부식 환경에서 사용되는 합금 유형입니다. 과학과 기술의 발전에 따라 고온 합금은 점차적으로 상대적으로 완전한 6개의 부품을 형성해 왔습니다.

1. 변형된 고온 합금

변형된 고온 합금은 열간 및 냉간 변형에 의해 가공될 수 있음을 의미하며, 가공 온도 범위는 -253~1320℃입니다. 그것은 우수한 기계적 성질과 종합적인 강도, 인성 지수, 높은 항산화 및 부식 방지 특성을 지닌 합금 유형을 가지고 있습니다. 열처리 공정에 따라 고용 강화 합금과 시효 강화 합금으로 나눌 수 있습니다.

1. 고용체 강화 합금

사용 온도 범위는 900~1300℃, 최대 항산화 온도는 1320℃에 이른다. 예를 들어, GH128 합금은 850MPa의 실온 인장 강도와 350MPa의 항복 강도를 가지며, 1000°C에서 140MPa의 인장 강도와 85%의 연신율을 갖습니다. 1000°C 및 30MPa 응력에서의 내구성 수명은 200시간입니다. 신장률은 40%이다. 고용체 합금은 일반적으로 항공 및 우주항공 엔진 연소실, 케이싱 및 기타 부품을 만드는 데 사용됩니다.

2. 시효강화합금

작동온도는 -253~950℃이며, 일반적으로 항공우주 엔진의 터빈 디스크, 블레이드 등 구조용 부품을 만드는데 사용된다. . 터빈 디스크를 만드는 데 사용되는 합금의 가공 온도는 -253~700℃이며 우수한 고온 및 저온 강도와 내피로성이 요구됩니다. 예: GH4169 합금은 650°C에서 1000MPa의 최대 항복 강도를 가지며, 블레이드를 만드는 데 필요한 합금 온도는 950°C에 도달할 수 있습니다. 예: GH220 합금은 950°C에서 490MPa의 인장 강도를 가지며 그 이상의 내구성을 갖습니다. 940°C 및 200MPa에서 40시간 이상.

변형된 고온 합금은 주로 항공우주, 항공, 원자력 에너지 및 석유 토목 산업에 구조용 단조품, 케이크, 링, 바, 플레이트, 파이프, 스트립 및 와이어를 제공합니다.

2. 주조 고온 합금

주조 고온 합금은 주조 방법을 통해서만 부품으로 성형할 수 있거나 성형할 수 있는 일종의 고온 합금을 의미합니다. 주요 특징은 다음과 같습니다.

1. 구성 범위가 더 넓습니다. 변형 가공 성능을 고려할 필요가 없으므로 합금 설계는 성능 최적화에 집중할 수 있습니다. 예를 들어, 니켈계 고온 합금의 경우 γ' 함량이 60% 이상에 도달하도록 조성을 조정하면 합금이 녹는점의 최대 85%까지의 온도에서도 여전히 우수한 특성을 유지할 수 있습니다. 합금.

2. 주조법의 특수한 장점으로 인해 거의 순형에 가깝거나 마진이 없는 고온 합금을 어떠한 복잡한 구조와 형상으로도 설계 및 제조할 수 있습니다. 부품의 요구 사항.

주조 합금의 사용 온도에 따라 다음 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다.

범주 1: -253~650°에서 사용되는 등축 결정 주조 고온 합금 C. 넓은 온도 범위, 특히 저온에서 우수한 종합적 특성을 가지며, 강도와 가소성이 저하되지 않고 유지됩니다. 예를 들어, 항공 및 우주 엔진에 대량으로 사용되는 K4169 합금은 650°C에서 1000MPa의 인장 강도, 850MPa의 항복 강도 및 620MPa 응력 하에서 15%의 인장 가소성을 갖습니다. 650°C는 200시간입니다. 항공우주 엔진의 디퓨저 케이싱과 항공우주 엔진의 다양한 펌프의 복잡한 구조 부품을 만드는 데 사용되었습니다.

카테고리 2: 650~950℃에서 사용되는 등축 결정 주조 고온 합금 이 유형의 합금은 고온에서 높은 기계적 특성과 고온 내식성을 갖습니다. 예를 들어, K419 합금은 950°C에서 700MPa보다 큰 인장 강도와 6%보다 큰 인장 가소성을 가지며, 200시간 동안의 최대 강도 한계는 230MPa보다 큽니다. 이러한 유형의 합금은 항공기 엔진 터빈 블레이드, 가이드 베인 및 일체형 주조 터빈으로 사용하기에 적합합니다.

카테고리 III: 950~1100°C에서 사용되는 방향성 응고형 주상 결정 및 단결정 고온 합금. 이 유형의 합금은 이 온도 범위에서 우수한 종합 특성, 내산화성 및 열간 부식 저항성을 갖습니다. 예를 들어, DD402 단결정 합금은 1100°C 및 130MPa의 응력 하에서 100시간 이상의 내구성 수명을 갖습니다. 이는 중국에서 사용되는 가장 인기 있는 터빈 블레이드 소재이며 새로운 고성능 엔진용 기본 터빈 블레이드를 만드는 데 적합합니다.

정밀 주조 기술이 지속적으로 발전하면서 새로운 특수 공정도 등장하고 있습니다. 미립주조기술, 방향성 응고기술, 복합박벽구조부품의 CA기술 등은 내열합금 주조 수준을 크게 향상시켰으며 그 적용 범위도 지속적으로 확대되고 있다.

3. 분말 야금 고온 합금

고온 합금은 분무된 고온 합금 분말, 열간 등압 성형 또는 열간 등압 성형 후 단조하여 제조됩니다. . 분말 야금 공정을 사용하면 분말 입자가 작고 냉각 속도가 빠르기 때문에 조성이 균일하고 거대 편석이 없으며 입자가 작고 열간 가공 성능이 좋고 금속 이용률이 높으며 비용이 저렴합니다. 특히 합금의 항복강도와 피로특성이 크게 향상되었습니다.

FGH95 분말 야금 초합금은 650°C에서 1500MPa의 인장 강도를 가지며 1034MPa 응력 하에서 50시간 이상의 내구성 수명을 가지며 현재 650°C 작업 조건에서 가장 높은 강도의 판 분말 야금 초합금입니다. . 분말 야금 고온 합금은 응력 수준이 더 높은 엔진의 요구 사항을 충족할 수 있으며 추력 대 중량 비율이 높은 엔진의 터빈 디스크, 압축기 디스크 및 터빈 배플과 같은 고온 구성 요소에 선택되는 재료입니다.

4. ODS(산화물 분산 강화) 합금

독특한 기계적 합금(MA) 공정을 채택한 초미세(50nm 미만)는 고온에서 매우 안정적인 특성을 갖습니다. 산화물 분산 강화상이 합금 매트릭스에 고르게 분산되어 특수 고온 합금을 형성합니다. 합금 강도는 합금 자체의 융점에 가까운 조건에서 여전히 유지될 수 있으며 우수한 고온 크리프 특성, 우수한 고온 내산화성, 탄소 및 황 내식성을 갖추고 있습니다.

현재 상업적으로 생산되는 ODS 합금에는 세 가지 주요 유형이 있습니다.

MA956 합금은 산화 분위기에서 최대 1350°C의 온도에서 사용할 수 있습니다. 산화, 탄소 및 황에 대한 저항성 측면에서 최고 온도 합금입니다. 항공기 엔진의 연소실 라이닝에 사용할 수 있습니다.

MA754 합금은 산화 분위기에서 최대 1250°C의 온도에서 사용할 수 있으며 매우 높은 고온 강도와 중알칼리 유리 부식에 대한 저항성을 유지합니다. 이제는 항공기 엔진 가이드 기어 링과 가이드 블레이드를 만드는 데 사용됩니다.

MA6000 합금은 1100℃에서 인장강도 222MPa, 항복강도 192MPa, 1000시간 지속강도가 127MPa로 내열합금 중 1위를 차지하고 있으며, 항공기 엔진 블레이드.

5. 금속간화합물 고온재료

금속간화합물 고온재료는 최근 연구개발되고 있는 광특이성 고온재료의 일종으로 중요한 응용분야를 가지고 있다. 전망. 10년 넘게 금속간 화합물, 합금 설계, 공정 개발 및 응용 연구에 대한 기초 연구, 특히 Ti-Al, Ni-Al 및 Fe-Al 계열 재료의 준비 및 가공 기술, 강화 및 강화 분야에서 성숙해졌습니다. 기계적 특성과 응용 연구는 놀라운 성과를 거두었습니다.

Ti3Al계 합금(TAC-1), TiAl계 합금(TAC-2) 및 Ti2AlNb계 합금은 저밀도(3.8~5.8g/cm3), 고온 및 고강도, 고강도 특성을 갖고 있습니다. 강철의 강도와 우수한 산화 방지, 크리프 방지 및 기타 장점으로 인해 구조 부품의 무게를 35~50%까지 줄일 수 있습니다. Ni3Al 기반 합금인 MX-246은 내식성, 내마모성 및 캐비테이션 저항성이 우수하여 응용 가능성이 뛰어납니다. Fe3Al 기반 합금은 내산화성 및 내식성이 우수하고 중온(600°C 미만)에서 강도가 높으며 가격이 저렴하여 스테인리스강을 부분적으로 대체할 수 있는 신소재입니다.

6. 환경 고온 합금

많은 토목 산업 분야에서 사용되는 구성 요소 재료는 고온 부식 환경에 있습니다. 시장 요구를 충족시키기 위해 재료의 사용 환경에 따라 일련의 고온 합금이 분류됩니다.

1. 고온 합금 모합금 시리즈

2. 내식성 고온 합금 플레이트, 로드, 와이어, 스트립, 튜브 및 단조품

3. 고강도, 내식성 고온 합금봉, 스프링 와이어, 용접 와이어, 플레이트, 스트립 및 단조품

4. 유리 내식성 시리즈 제품

5. 환경 내식성, 경질 표면 마모 저항 및 고온 합금 시리즈

6. 특수 정밀 주조 부품(블레이드, 과급기 터빈, 터빈 로터, 가이드, 기구 조인트)

7. 원심분리기 , 고온 샤프트 및 액세서리 8. 빌렛 가열로용 코발트 합금 내열 패드 및 슬라이드 레일

9. 밸브 시트 링

10. 주조 "U"- 성형저항밴드

11. 원심주조관 시리즈

12. 나노소재 시리즈 제품

13. 경량 및 고온 구조재료

14. 기능성 소재(팽창합금, 고온고탄성합금, 불변탄성합금 시리즈)

15. 생체의학소재 시리즈 제품

16. 전자공학 타겟 시리즈 제품

17. 발전소 노즐 시리즈 제품

18. 스텔라이트 합금 내마모 시트

19. 초고온 항산화 부식로 롤러 및 래디언트 튜브 .