高溫金屬結(jié)構(gòu)材料ppt課件-展示頁
2025-01-24 16:56本頁面
【正文】 金屬間化合物或低熔點共晶的數(shù)量。 利用鑄造組織。 ? 從熱強度方面來說： 用熔點較高的金屬作為高溫合金的基體。即在冶煉、鑄造、熱壓、焊接和切削加工等方面，要有滿意的工藝性。即在高溫下具有高的抵抗塑性變形和斷裂的能力。 鑄造 β鈦合金 ? Ti153合金：時效效果好，拉伸強度高，有與 Ti－ 6Al－ 4V相同的斷裂韌性和更好的疲勞性能。 ?鎢面層型殼系統(tǒng)：原材料昂貴、來源困難、生產(chǎn)周期長。 ?我國， Ti－ 40， Ti4 阻燃合金元素 ? Cr ?鉻、釩、鉬絕熱燃燒溫度低于純鈦，可抑制燃燒蔓延。 目前，探索到的新合金有 Ga、 Zn、 Pb、Sb、 Bi等。 ? Gd2％－強度、塑性和蠕變性能的最佳配合 ? Y－改善熱穩(wěn)定性和抗蠕變性能。 影響熱穩(wěn)定性因素： ? 首先，追求強度而采取的高合金化，促使生成非平衡亞穩(wěn)組織，合金長時間工作后脆性相析出，導(dǎo)致不穩(wěn)定； ? 高溫下氧的滲入，在合金表面形成一個富氧層，導(dǎo)致了合金表面的不穩(wěn)定。 ? 由于金屬蠕變的累積，使金屬部件發(fā)生過量的塑性變形而不能使用，或者蠕變進入到了加速發(fā)展階段，發(fā)生蠕變破裂，均會使部件失效損壞，甚至發(fā)生嚴(yán)重事故。 先進高溫結(jié)構(gòu)材料的設(shè)計原則 發(fā)動機高溫部件： 壓氣機、機匣、渦輪、噴嘴、燃燒室 高溫及應(yīng)力作用下，材料的組織結(jié)構(gòu)不斷發(fā)生變化，如高溫合金中發(fā)生的顯微結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性，包括： ?金屬間相的析出 ?相的分解 ?相的聚集和粗化 ?相的溶入和再析出 ?有序－無序轉(zhuǎn)變 ?材料氧化 ?應(yīng)力－腐蝕裂紋 發(fā)動機材料服役環(huán)境： ? 高溫 ? 高載荷 ? 高氧化腐蝕 ? 高性能重量比 ? 高可靠性 ? 高壽命 選擇材料的出發(fā)點： 高溫鈦合金 ? ?近 α鈦合金 ? β鈦合金 ?近 β鈦合金 英美 ? 1954年 美國 Ti6Al4V 350－ 450℃ ? 60年代 Ti6246 Ti6242 450－ 500℃ ? 70年代 Ti6242S 英國 IMI679和 IMI685 500℃ ? 70～ 80年代期間 IMI82 IMI834和 Ti1100 近 600℃ 俄羅斯 ? 早期 BT31 400－ 500℃ ? 1958年 BT BT9 450－ 500℃ ? 后來 BT18T、 BT19Y、 BT36 600℃ ?提高鈦合金耐熱性的兩個障礙： 一、蠕變 二、熱穩(wěn)定性 什么是金屬的蠕變 ? ? 金屬材料長期在不變的溫度和不變的應(yīng)力作用下，發(fā)生緩慢的塑性變形的現(xiàn)象，稱為蠕變。第三章 高溫金屬結(jié)構(gòu)材料 航空材料特點： ? 可靠性 ? 比強度和比剛度高 ? 耐高溫 ? 抗疲勞 ? 耐腐蝕 ? 長壽命 ? 低成本 航空航天高溫結(jié)構(gòu)部件的工作特點及對材料的要求 ? 美國國防部要求新一代航空發(fā)動機除保證超音速巡航和超低空突防等能力外，還要求發(fā)動機： ? F119就是在這種背景條件下研制成功的第一臺全新設(shè)計的西方第四代航空渦扇發(fā)動機。 燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的渦輪葉片材料性能： ? 高的抗氧化能力（即高的熱穩(wěn)定性） ? 足夠的熱強性（即能在更高的溫度下具有抗蠕變和斷裂的能力） ? 滿意的塑性和韌性； ? 更高的熱疲勞性（即對能引起熱應(yīng)力的熱交換的敏感性要低） ? 足夠高的低循環(huán)疲勞強度 ? 良好的耐蝕能力（保持葉片的空氣動力性能） ? 高的導(dǎo)熱性和低的熱膨脹系數(shù) ? 良好的工藝性能（即良好的焊接性能，鍛造性能及鑄造性能等） 三高：高推重比，高壓比，高渦輪前溫度
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