Nombre Parcourir:0 auteur:Éditeur du site publier Temps: 2024-12-20 origine:Propulsé
L'alliage à haute température à base de nickel est un alliage à haute température avec du nickel comme matrice (la teneur est généralement supérieure à 50 %), qui présente une résistance élevée et une bonne résistance à l'oxydation et à la corrosion gazeuse dans la plage de 650 à 1 000 ℃. Il est développé sur la base de l'alliage Cr20Ni80. Afin de répondre aux exigences de résistance thermique à haute température (résistance à haute température, résistance au fluage, résistance à la fatigue à haute température) à environ 1000 ℃ et de résistance à l'oxydation et à la corrosion en milieu gazeux, un grand nombre d'éléments de renforcement tels que W , Mo, Ti, Al, Nb, Co, etc. sont ajoutés pour garantir ses performances supérieures à haute température.
En plus de l'effet de renforcement de la solution solide, l'alliage haute température repose davantage sur le renforcement par précipitation de la phase γ' du composé intermétallique (Ni3Al ou Ni3Ti, etc.) formé par Al, Ti, etc. et Ni, et sur la dispersion intragranulaire. le renforcement de quelques petits carbures stables MC, M23C6, ainsi que la purification et le renforcement de B, Zr, Re, etc. sur les joints de grains. Le but de l’ajout de Cr est d’améliorer encore la résistance à l’oxydation et la résistance à la corrosion à haute température de l’alliage à haute température.
L'alliage haute température à base de nickel possède de bonnes propriétés complètes et a été largement utilisé dans les industries aérospatiale, automobile, de communication et électronique. Avec l’exploration des performances potentielles des alliages à base de nickel, les chercheurs ont mis en avant des exigences plus élevées quant à leurs performances. Des chercheurs nationaux et étrangers ont développé de nouvelles technologies de traitement des alliages à base de nickel, telles que le forgeage isotherme, la déformation par extrusion et la déformation de la gaine.
Application des superalliages à base de nickel
Dans les moteurs aérospatiaux, les conditions de travail sont des températures élevées de 600 ~ 1 200 ℃, les effets de contrainte sont complexes et les exigences relatives aux matériaux sont strictes ; les alliages à haute température à base de nickel ont une résistance thermique suffisamment élevée, une bonne plasticité, une résistance à l'oxydation à haute température et à la corrosion gazeuse et une stabilité organisationnelle à long terme. Par conséquent, les alliages haute température à base de nickel sont principalement utilisés pour fabriquer des composants d’extrémité chaude de moteurs à turbine et divers composants haute température de moteurs de fusée aérospatiale.
Dans les turbomoteurs d'aviation, les alliages haute température à base de nickel sont principalement utilisés dans les chambres de combustion, les aubes directrices, les aubes de turbine et les disques de turbine ; dans les moteurs de fusées aérospatiales, ils sont principalement utilisés dans les disques de turbine, en plus des arbres de moteur, des cloisons de chambre de combustion, des conduits d'entrée de turbine et des arroseurs.
Avec le développement de l'industrialisation de la Chine, les alliages à haute température à base de nickel sont progressivement utilisés dans les secteurs de l'énergie et de l'électricité, des transports, de la pétrochimie, de la métallurgie, des mines, du verre et des matériaux de construction de l'industrie civile. À l'heure actuelle, les alliages haute température à base de nickel sont principalement utilisés dans les moteurs diesel et les turbocompresseurs de moteurs à combustion interne, les turbines à gaz industrielles, les sièges de soupapes de moteurs à combustion interne, les rouleaux de direction, etc.
Tendance de développement des superalliages à base de nickel
Du point de vue de l'utilisation et du développement, la tendance de développement des alliages à haute température à base de nickel doit être orientée vers une résistance élevée, une résistance à la corrosion thermique et une faible densité.
(1) Poursuite de la haute résistance. En ajoutant des quantités appropriées d'Al, Ti et Ta, la quantité de phase de renforcement γ' est garantie ; l'ajout d'une grande quantité d'éléments métalliques réfractaires tels que W, Mo et Re est également un moyen efficace d'améliorer la résistance. Cependant, afin de conserver une bonne stabilité structurelle et de ne pas précipiter des phases nocives telles que σ et μ, la stabilité structurelle de l'alliage est améliorée par l'ajout de Ru dans la nouvelle génération d'alliages.
(2) Développer des alliages monocristallins présentant une excellente résistance à la corrosion thermique. En ajoutant des quantités appropriées de métaux réfractaires tels que W et Ta, une teneur élevée en Cr est garantie.
(3) Développer des alliages monocristallins à faible densité. Du point de vue de la conception des moteurs d’avion, les alliages à haute densité sont difficiles à réaliser, en particulier pour les aubes mobiles, qui ne conviennent pas à des forces centrifuges très importantes. A cet effet, il est nécessaire de développer des alliages monocristallins haute température et faible densité, tels que CMSX-6, RR2000, TMS-61, AM-3, ONERAM-3, etc. Parmi eux, l'alliage monocristallin RR2000 est effectivement développé sur la base de l'alliage IN100 (K17), d'une densité de 7,87g/cm3.
