Kemajuan penelitian bahan superalloy berbasis nikel
Selama setengah abad terakhir, Tiongkok telah mengembangkan dan membentuk banyak sistem superalloy berbasis nikel untuk memenuhi kebutuhan listrik, transportasi, penerbangan, ruang angkasa, dan industri lainnya yang terus meningkat. Secara khusus, pengembangan superalloy berbasis nikel telah meningkatkan kinerja mesin luar angkasa Tiongkok secara signifikan. memberikan kontribusi yang signifikan terhadap perbaikan. Makalah ini memperkenalkan secara singkat sejarah perkembangan superalloy berbasis nikel, mengulas kemajuan penelitian superalloy berbasis nikel dalam beberapa tahun terakhir, dan membahas penerapan dan tren pengembangan superalloy berbasis nikel.
perkenalan
Lebih dari 50% material dalam mesin turbin gas modern menggunakan paduan suhu tinggi, dimana jumlah paduan suhu tinggi berbasis nikel menyumbang sekitar 40% dari material mesin. Paduan berbasis nikel memiliki sifat komprehensif yang sangat baik pada suhu sedang dan tinggi. Mereka cocok untuk bekerja pada suhu tinggi dalam waktu lama dan dapat menahan korosi dan abrasi. Mereka adalah yang paling kompleks dan banyak digunakan pada bagian bersuhu tinggi dan memiliki banyak sifat metalurgi di antara semua superalloy. Paduan yang paling menarik bagi pekerja. Paduan suhu tinggi berbasis nikel terutama digunakan dalam komponen struktural yang bekerja pada suhu 950~1050 derajat di bidang kedirgantaraan, seperti bilah kerja mesin pesawat, cakram turbin, ruang bakar, dll. Oleh karena itu, studi tentang superalloy berbasis nikel sangat penting. penting bagi perkembangan industri dirgantara negara saya.
1 Ikhtisar
Paduan suhu tinggi berbahan dasar nikel adalah paduan suhu tinggi yang menggunakan nikel sebagai matriksnya (umumnya kandungan lebih dari 50%) dan memiliki kekuatan tinggi serta ketahanan yang baik terhadap oksidasi dan korosi gas pada kisaran 650 hingga 1000 derajat. Ini dikembangkan berdasarkan paduan Cr20Ni80. Untuk memenuhi persyaratan kekuatan termal suhu tinggi (kekuatan suhu tinggi, ketahanan mulur, kekuatan lelah suhu tinggi) sekitar 1000 derajat dan anti-oksidasi dan anti-korosi pada media gas, sejumlah besar penguatan telah ditambahkan . Elemen, seperti W, Mo, Ti, Al, Nb, Co, dll., untuk memastikan kinerja suhu tinggi yang unggul. Selain penguatan larutan padat, superalloy juga mengandalkan penguatan presipitasi fase senyawa intermetalik (Ni3Al atau Ni3Ti, dll.) yang dibentuk oleh Al, Ti, dll. dan Ni, penguatan dispersi intragranular dari beberapa MC stabil halus, M23C6 karbida, dan B, Zr, Re, dll. berperan dalam memurnikan dan memperkuat batas butir. Tujuan penambahan Cr adalah untuk lebih meningkatkan anti-oksidasi dan ketahanan korosi suhu tinggi pada paduan suhu tinggi. Superalloy berbahan dasar nikel memiliki sifat komprehensif yang baik dan telah banyak digunakan di sektor industri dirgantara, otomotif, komunikasi dan elektronik. Dengan eksplorasi sifat-sifat potensial paduan berbasis nikel, para peneliti mengajukan persyaratan yang lebih tinggi untuk kinerjanya. Sarjana dalam dan luar negeri telah mengembangkan teknik pemrosesan baru untuk paduan berbasis nikel, seperti penempaan isotermal, deformasi ekstrusi, deformasi kelongsong, dll.
2. Sejarah perkembangan superalloy berbasis nikel
Superalloy berbasis nikel menempati posisi yang sangat penting di seluruh bidang superalloy. Pengembangan dan penggunaannya dimulai pada akhir tahun 1930-an, dan dikembangkan dengan latar belakang kemunculan pesawat jet yang memberikan tuntutan lebih tinggi pada kinerja superalloy. . Britania Raya pertama kali memproduksi paduan berbasis nikel Nimonic75 (Ni-20Cr-0.4Ti) pada tahun 1941. Untuk meningkatkan kekuatan mulur, aluminium ditambahkan untuk mengembangkan Nimonic80 (Ni{{9} }Cr-2.5Ti-1.3Al). Amerika Serikat pada pertengahan{14}}an, Uni Soviet pada akhir tahun 1940an, dan Tiongkok pada pertengahan juga mengembangkan superalloy berbasis nikel.
Pengembangan paduan suhu tinggi berbasis nikel mencakup dua aspek: perbaikan komposisi paduan dan inovasi proses produksi. Pada awal tahun 1950-an, perkembangan teknologi peleburan vakum menciptakan kondisi untuk pemurnian paduan berbasis nikel yang mengandung aluminium dan titanium tinggi; pada akhir 1950-an, teknologi pengecoran presisi investasi digunakan untuk mengembangkan serangkaian paduan pengecoran dengan kekuatan suhu tinggi yang baik; pada tahun 1960-an Dalam jangka menengah, kristalisasi terarah dan superalloy kristal tunggal serta superalloy metalurgi serbuk dengan kinerja yang lebih baik dikembangkan; untuk memenuhi kebutuhan kapal dan turbin gas industri, sejumlah paduan berbasis nikel kromium tinggi dengan ketahanan korosi panas yang lebih baik dan struktur stabil dikembangkan sejak tahun 1960-an. paduan. Dalam waktu sekitar 40 tahun dari awal tahun 1940an hingga akhir tahun 1970an, suhu operasi paduan berbasis nikel meningkat dari 700 derajat menjadi 1100 derajat, dengan peningkatan rata-rata sekitar 10 derajat per tahun.
