国外高温合金发展简史高温合金的发展与航空发动机的进步密切相关。1929,英美的Merica、Bedford和pilling等人将少量的Ti和Al加入到80Ni-20Cr电工合金,使该合金具有显著的蠕变强化作用,但这并未引起人们的注意。1937年德国Hans von ohain涡轮喷气发动机Heinkel问世,1939年英国也研制出Whittle涡轮喷气发动机。然而,喷气发动机端部件特别是涡轮叶片对材料的耐高温性和应力承受能力具有很高要求。1939年英国Mond镍公司(后称国际镍公司)首先研制成一种低C且含Ti的镍合金Nimonic75,准备用作Whittle发动机涡轮叶片,但不久,性能更优越的Nimonic80合金温室,改合金含铝和钛,蠕变性能至少比Nimonic75高50℃、1943年,Nimonic80成功地被用作涡轮喷气发动机的叶片材料,成为最早的Ni3(Al,Ti)强化的涡轮叶片材料。此后,该公司在合金中加入硼、锆、钴、钼等合金元素,相继开发了Nimonic80A、Niomnic90……等合金,形成Nimonic合金系列。62141
美国的Halliwell与1932年开发了含铝、钛的弥散强化型镍基合金K42B,该合金在40年代初被用以制造活塞式航空发动机的增压涡轮。美国开始发展航空燃气涡轮是在1941年以后。Hastelloy B镍基合金1942年用于GE公司的Bellp-59喷气发动机及后的I-40喷气发动机,1944年西屋公司的Yan Keel9A发动机则采用了钴基合金HS 23精密铸造叶片。美国对精密铸造叶片情有独钟,主要是由于其产生效率高于锻造叶片。1950年美国出兵朝鲜,由于钴的资源短缺,镍基合金得到发展并被广泛用作涡轮叶片。这一时期,美国的PW公司、GE公司和特殊金属公司分别开发出了Waspalloy、M-252和Udmit 500 等合金,并在这些合金发展基础上,形成了Inconel、Mar-M 和 Udmit 等牌号系列。
在高温合金发展过程中,工艺对合金的发展起着极大的推进作用。40年代到50年代中期,主要是通过合金成分的调整来提高合金的性能。50年代真空熔炼技术的出现,合金中有害杂质和气体的去除,特别是合金成分的精确控制,使高温合金前进了一大步,出现了一大批如Mar-M 200、In 100 和 B 1900 等高性能的铸造高温合金。进入60年代之后,定向凝固、单晶合金、粉末冶金、机械合金化、陶瓷过滤等温度锻造等新型工艺的研究开发蓬勃发展,成为高温合金发展的主要推动力,其中定向凝固工艺所起的作用尤为重要,采用定向凝固工艺制出的单晶合金,其使用温度接近合金熔点的90%,至今,各国现金航空发动机无不采用单晶高温合金涡轮叶片。上述高温合金的发展过程。高温合金的发展历程源:自*751~·论,文'网·www.751com.cn/
我国高温合金发展历程
和国外一样,航空喷气发动机生产的需要是我国高温合金发展的动力。1956年我国正式开始研制生产高温合金,第一种高温合金是 GH3030,用作 WP-5 火焰筒,由抚顺钢厂、鞍山钢铁公司、冶金部钢铁研究总院、航空材料研究所和410厂共同承担试制任务,1957年顺利通过长期试车后投入生产。到1957年底,继GH3030合金之后,WP-5 发动机用的GH4033、GH34和K412合金相继试制成功。
60年代初,全国在“独立自主、自力更生”的方针指引下,先后研制成功GH4037、GH3039、GH3044、GH4049、GH3128、K417等高温合金,至70年代初,我国高温合金的生产试制和研究已初具规模,在这一阶段通过仿制、消化和发展苏联高温合金为主体的合金及其工艺,质量达到或超过苏联标准和和实物水平,航空发动机所需材料全部立足于国内。
由于我国资源缺镍少钴,又有国外的封锁,铁基高温合金的研制、生产和应用成为六七十年代的一道绚丽的风景线。至70年代初,研制生产的铁基高温合金牌号达33个,其中我国独创的达18种之多。大量应用至今的有GH1140、GH2135、GH35A和K213等4种合金。