高温合金材料化学生产的优势是什么

2021-05-10 15:05:33 42

    耐高温合金材料有化学法,又称孕育剂法和添加剂法。化学晶粒细化的原理是在液态高温合金中加入大量具有强形核能力的异质晶核,提高结晶形核速率,达到细化高温合金铸态晶粒的目的。晶粒细化剂的主要特点是:稳定性好,熔点高,不溶于高温合金溶液,或在高温合金液中加入添加剂,一定的元素与钢液反应,形成稳定的异质核;其次,异质成核剂颗粒与固相之间存在良好的晶格匹配关系,使得固相颗粒与待凝固固相之间的润湿角很小。

    为了提高高温合金的抗疲劳性能和裂纹扩展性能,采用添加法细化晶粒组织。在真空炉中熔炼高温合金后,加入Ni3Al、Ni2Al3、ZrC、NBC、B等五种孕育剂,浇注于38mm圆筒中。结果表明,高温合金材料的晶粒细化顺序为Ni2Al3、B、NBC、ZrC和Ni3Al,结果表明,高浇注温度、低结晶器温度下加入Ni2Al3的效果,平均晶粒尺寸为ASTM 11-12。细晶粒的疲劳性能得到明显改善,如700℃时的低周疲劳断裂循环次数℃ 450MPa由粗晶的3494~6531倍提高到细晶的9782~12749倍,提高了2~3倍。

    该制备方法用于细化耐高温合金铸件的表面晶粒。采用高温合金制造空心涡轮叶片时,在型壳内表面包覆COO粉末。叶片浇注时,由于存在大量的异质晶核,使表面晶粒细化,细化层约2mm。钴氧化物在铸造过程中被铝、钛等活性元素还原,钴在耐高温合金材料表面形成。钴不仅与基体相相同,而且晶格常数相近,润湿角小,细化效果好,疲劳强度明显提高,高周疲劳强度达到700℃ 107周从280mpa增加到300mpa。

所述耐高温合金材料是由Co2O3+Al2O3粉末经1300℃煅烧而成℃, 变成蓝色粉末。研磨和筛分(+80,-120目)后,涂层由1:3.5硅熔胶或硅酸乙酯和发酵粉制成。然后,将其涂于蜡型上,再制成模壳。对K444合金试样进行了烧成处理。经低腐蚀后,细晶效果良好,平均晶粒尺寸为2~3mm。其机理是:在高温下,Co2O3与Al2O3发生化学反应,在型壳内表面形成稳定的CoAl2O4,起到异晶核的作用,提高形核速率,从而获得细小的等轴晶。这种方法在中国被广泛使用。