“只要發(fā)動(dòng)機(jī)牛,綁上一塊木板也能飛起來。”
俄羅斯航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域大伽 法沃爾斯基 的這句名言廣為人知,這一理念也在米高揚(yáng)設(shè)計(jì)的米格-25戰(zhàn)斗機(jī)上得到完美體現(xiàn)。和常規(guī)設(shè)計(jì)使用鋁合金不同,米格25機(jī)身大量使用了超重的不銹鋼材料。盡管空載重量已經(jīng)接近20噸,但它仍能輕易突破3倍音速,這不得不歸功于它搭載的強(qiáng)大發(fā)動(dòng)機(jī)—— R-15-300。
航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的“超級(jí)合金”
超級(jí)合金(superalloy),又叫高溫合金,熱強(qiáng)合金,被大量應(yīng)用在航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造中,如渦扇、燃燒室部件等。
超級(jí)合金有什么特點(diǎn)?
卓越的力學(xué)性能,耐高溫蠕變性能,出色的表面穩(wěn)定性和耐腐蝕(氧化)性能。通俗地表達(dá)就是:強(qiáng)壯、耐高溫、耐腐蝕。
高溫合金其典型的晶體結(jié)構(gòu)為面心立方奧氏體。
常見的超級(jí)合金有哪些
1) 哈斯特洛伊耐蝕鎳基合金(Hastelloy)
2) 因科鎳合金(Inconel)
3) 沃斯帕洛伊合金(Waspaloy)
4) 海恩斯合金(Haynes alloy)
5) 因科洛伊合金(Incoloy)
6) 雷內(nèi)鎳基高溫耐蝕合金(Rene alloys)
7) MP98T(由美國(guó)SPS技術(shù)公司開發(fā),可以承受高壓氫環(huán)境,如使用氫作為燃料的火箭發(fā)動(dòng)機(jī),防止變脆)
8) TMS合金(TMS alloy,日本國(guó)家金屬材料研究所開發(fā)的單晶高溫合金)
9) CMSX單晶合金(美國(guó)Cannon-Muskegon公司開發(fā)的單晶高溫合金)。
超級(jí)合金的研發(fā)思路
超級(jí)合金的這些特點(diǎn)來源與化學(xué)成分和制造工藝的創(chuàng)新。
卓越的力學(xué)性能和高溫強(qiáng)度主要是通過固溶強(qiáng)化和析出強(qiáng)化達(dá)到,如γ相析出和碳化物的析出。
其耐蝕性或耐氧化性的貢獻(xiàn)主要來自于組成超級(jí)合金的化學(xué)元素的貢獻(xiàn),例如鋁和鉻。
超級(jí)合金的分類
按基體組織分類:鐵基、鎳基和鈷基。
按生產(chǎn)方式分類:鑄造高溫合金、變形高溫合金和粉末高溫合金。
按強(qiáng)化機(jī)理分類:碳化物強(qiáng)化、固溶強(qiáng)化、時(shí)效強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化。
超級(jí)合金的用途
這種材料一般用于航空和航海用發(fā)動(dòng)機(jī)耐高溫材料的制造,特別是噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)最后兩級(jí)壓氣機(jī)和最初兩級(jí)渦輪葉片、燃燒室、加力燃燒室、渦輪盤、渦輪葉片及緊固件的制造。
中國(guó)高溫合金自成系列
變形高溫合金
用GH后面跟4位阿拉伯?dāng)?shù)字表示。
第一位是1,表示鐵基固溶強(qiáng)化高溫合金。
第一位是2,表示鐵基時(shí)效強(qiáng)化高溫合金。
第一位是3,表示鎳基固溶強(qiáng)化高溫合金。
第一位是4,表示鎳基時(shí)效強(qiáng)化高溫合金。
變形高溫合金如果用作焊絲,在GH前添加H表示。
鑄造高溫合金
用K后面跟3位阿拉伯?dāng)?shù)字表示。
第一位是2,表示鐵基時(shí)效強(qiáng)化高溫合金。
第一位是4,表示鎳基時(shí)效強(qiáng)化高溫合金。
常見的超級(jí)合金詳情大解析
1) 哈斯特洛伊耐蝕鎳基合金(Hastelloy)
哈氏合金的分類
我們常說的哈氏合金,其實(shí)分為兩類產(chǎn)品,分別是耐高溫的海恩斯合金(Haynes alloy)和耐腐蝕的哈斯特洛伊耐蝕鎳基合金(Hastelloy)。
耐腐蝕
哈斯特洛伊合金HASTELLOY®
Hastelloy alloy是Haynes International,Inc.所生產(chǎn)的鎳基耐蝕合金的商業(yè)牌號(hào)的統(tǒng)稱。
1922年,HASTELLOY® 商標(biāo)正式注冊(cè),該名稱取自Haynes Stellite Alloy,即“HAYNES STELLITE ALLOY” = HASTELLOY®。
HASTELLOY®包括鎳鉬系HASTELLOY® B-3®合金,鎳鉻鉬系HASTELLOY® C-4 合金,鉻鎳鐵系HASTELLOY® G-30®合金等。