今天給各位分享高溫合金專題報告：為高溫而生的知識，其中也會對高溫合金材料研究進展進行分享，希望能對你有所幫助！

本文導讀目錄：

1、高溫合金專題報告：為高溫而生

2、高溫合金材料研究進展

3、鑄造鎳基高溫合金M963的顯微組織研究

高溫合金專題報告：為高溫而生

　　1.1.動力用高溫合金-理論效率只與溫度有關。

　　在卡諾循環中，當吸熱量為Q1,放熱量為Q2時，循環所作凈功為W0Q1-Q2，根據卡諾循環的熱熵曲線可得卡諾循環的熱效率為：1-T2/T1。

　　噴口溫度從1300K提升到1610K時，渦輪輸出效率可從46.40%提升到51.60%。

　　這要求高溫合金的升級換代，同時原來那些可以使用合金鋼的零件，如壓氣機盤和葉片等，也需要使用高溫合金。

　　中國是世界上最大的燃煤國，目前火電機組有相當多的部分為超高壓、高壓蒸汽參數機組。

　　而發展超臨界和超超臨界機組是提高煤炭利用率，降低環境污染的有效而經濟的途徑之一。

　　高溫合金主要用作水堆蒸汽發生器傳熱管，元件格架和壓緊彈簧以及高溫氣冷堆和部分快堆的過熱器與再熱器傳熱管等零部件。

　　對動力效率的追求，帶來高溫合金的不斷發展，也帶來高溫合金需求的不斷增加。

　　高溫合金按合金的主要元素分為鐵基高溫合金、鎳基。

　　鎳基高溫合金占比最高80%，鐵基高溫合金占14.3%，鈷基高溫合金占5.7%。

　　鐵基高溫合金使用溫度較低（600850℃），一般用于發動機中工作溫度較低的部位，如渦輪盤、機匣和軸等零件。

　　但鐵基高溫合金中溫力學性能良好，與同類鎳基合金相當或更優，加之價格便宜，熱加工變形容易，所以鐵基合金至今仍作為渦輪盤和渦輪葉片等材料在中溫領域廣泛使用。

　　鎳基高溫合金一般在600℃以上承受一定應力的條件下工作，它不但有良好的高溫抗氧化和抗腐蝕能力，而且有較高的高溫強度、蠕變強度和持久強度，以及良好的抗疲勞性能。

　　主要用于航天航空領域高溫條件下工作的結構部件，如航空發動機的工作葉片、渦輪盤、燃燒室等。

　　鎳基變形高溫合金在發動機中主要用于渦輪盤和渦輪葉片，溫度范圍一般在650C-1000C。

　　鎳基鑄造高溫合金在發動機中主要用于渦輪導向葉片，工作溫度可達1100C以上，也可用于渦輪葉片，其所承溫度低于相應導向葉片50-100C。

　　隨著耐熱合金工作溫度越來越高，合金中的強化元素也越來越多，成分也越復雜，導致一些合金只能在鑄態上使用，不能夠熱加工變形。

　　并且合金元素的增多使鎳基合金凝固后成分偏析也嚴重，造成組織和性能的不均勻。

　　采用定向凝固工藝消除所有晶界的高溫合金稱為單晶高溫合金。

　　晶界是金屬內部各種畸變,缺陷和雜質聚集的地帶，晶界在常溫下強度高于晶體內部，但高溫時易產生滑移。

　　當高溫下晶界強度下降高于晶體內部時，金屬強度會下降。

　　因此，采用定向凝固技術消除晶界，得到的單晶高溫合金性能極好。

　　2.3.鈷基高溫合金：抗腐蝕等特殊領域前景廣闊。

　　我國由于資源限制，目前研制了K40、GH188和L605等鈷基合金，使用范圍有限。

　　近年來，也涌現了許多新的鈷基合金增材制造技術，如鈷基激光增材制造技術、鈷基電子束激光增材制造技術等。

　　增材制造技術是一種融合了計算機、材料和三維數字建模等內容的高新技術。

　　將增材制造技術和鈷基高溫合金實現有機結合，不僅能更便捷地制造出航空發動機中較為復雜的結構零部件，而且制造出的鈷基高溫合金零部件具有良好的耐熱、耐磨和耐腐蝕性能。

　　由于渦輪理論效率僅與溫度相關，要提升發動機推重比必須提升效率，要提升效率必須提升噴口溫度。

　　兩片一盤是指航空發動機中的渦輪葉片、導向器葉片及渦輪盤（加篦齒盤），是整個發動機中性能最高的部件，代表著高溫合金的最高工藝和最高要求。

　　在發動機的高壓渦輪中，渦輪葉片與導向葉片交錯排列，一級導向器緊接燃燒室出口，導向葉片處于高溫燃氣流包圍中，是發動機中溫度最高的零件之一，最高溫度可達1150C，溫度高而且不均勻是其工作環境最重要的特點。

　　渦輪葉片尤其是一級渦輪葉片承受著由燃燒室經一級導向葉片流入的高溫燃氣的沖刷，溫度要求也極高，最高溫度可達1100C，同時處于復雜應力和腐蝕環境中工作。

　　渦輪盤是連接渦輪葉片和渦輪軸的部件，雖然溫度要求比渦輪葉片和導向葉片稍低，但是綜合性能要求更高。

　　材料須有強度高、疲勞性能優異、斷裂韌性高、裂紋擴展速率低等優良性能。

　　3.1.葉片用高溫合金：承溫能力大幅提高。

　　目前我國在用的渦輪葉片單晶合金零件主要為DD403單晶實心渦輪工作葉片和DD406單晶高壓渦輪空心工作葉片。

　　國外導向葉片除了定向柱晶，還采用了第一代和第二代單晶高溫合金。

　　單晶高溫合金消除了一切晶界，性能改善更加明顯，使用溫度較定向凝固柱晶合金提高約30C。

　　粉末高溫合金渦輪盤是現代航空發動機的首選材料。

　　粉末合金晶粒細小，成分和性能均勻，目前渦輪盤已經發展到了第五代，粉末高溫合金渦輪盤發展到第三代，發展趨勢伴隨著更高的蠕變強度，更低的疲勞裂紋擴展速率，和更長的熱時壽命。

　　但是，粉末高溫合金在制備過程中也會導致一定的缺陷，例如夾雜物、原始粉末晶粒邊界碳化物和熱油導孔洞等，嚴重的甚至會影響發動機的安全性，因此粉末高溫合金的制備對缺陷控制的要求很高。

　　第一代渦噴發動機的核心材料是變形高溫合金，核心材料工作溫度650C，到第四代的渦扇發動機，核心材料工作溫度已經達到了1200C，采用了單晶高溫合金。

　　歷代軍機的換代一直伴隨著發動機核心材料高溫合金的升級。

　　對標亞洲地區重要空軍力量駐日韓美軍，若要形成局部對等戰力，2025年中國空軍或將全面升級，二代機全部淘汰，以四代機和五代機為主體，預計屆時我國戰斗機保有量或將達到2000臺以上。

　　根據前瞻產業研究院發布的研究數據，目前發動機占軍用飛機成本的25%，材料成本占發動機成本的50%，而高溫合金占材料成本約35%。

　　按照十年服役期，每年新機200架，四代機，五代機各100架。

　　殲-10、殲-11、殲-15、殲16等四代機成本對標美軍四代機成本；殲20等五代機成本對標美軍五代機。

　　每年航空發動機的市場需求將達到50億美元，帶動的高溫合金年均需求約為8.75億美元。

高溫合金材料研究進展

　　1、材料科學與工程前沿課程報告第二部分：高溫合金專題學習報告學院：材料科學與工程學院專業：材料科學與工程姓名：XXXXX學號：XXXXX班級：XXXXX2012年11月19日高溫合金材料研究進展摘要：本文主要是根據這學期在材料科學與工程前沿課上聽了董建新教授講關于高溫合金相關的知識，然后通過調研，對國內外高溫合金的研究發展現狀有了一定的認識，本文主要介紹目前高溫合金材料的研究進展和我校在相關方面的研究成果，并提出自己的見解，我國高溫合金方面雖然有了很大的進步，但是和國際上的高溫合金的研究還有差距，建立在仿制國外高溫合金材料的基礎上的創新并不是真正的創新，真正想要達到并超越國際水平，我們還有很長的路。

鑄造鎳基高溫合金M963的顯微組織研究

　　【摘要】：研究了經1650℃高溫熔體處理后的鑄造鎳基高溫合金M963在鑄態和熱處理態的顯微組織,測定了其室溫和高溫拉伸性能。

　　結果表明,M963合金在鑄態下具有良好的塑性,組織由固溶基體、析出相及分布在枝晶間的+共晶和細小骨架狀MC碳化物組成;經1210℃35h空冷處理后,沿晶界、枝晶界析出方塊狀M6C碳化物,在晶內析出針狀M6C碳化物,導致拉伸性能尤其是高溫拉伸性能顯著降低。

那么以上的內容就是關于高溫合金專題報告：為高溫而生的介紹了，高溫合金材料研究進展是小編整理匯總而成，希望能給大家帶來幫助。