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Qingtuoは超合金の開発の歴史を簡単に説明します

時間:2021-08-18 ヒット: 32

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超合金is one of the materials widely used in various industries in our country in recent years, but its development history is actually introduced into the country by foreign steelmaking technology. Qingtuo briefly introduces the development history of superalloy.

超合金の開発プロセス

1930年代後半から、英国、ドイツ、米国、その他の国々が超合金の研究を始めました。 第二次世界大戦中、新しい航空エンジンのニーズを満たすために、超合金の研究と使用は活発な開発の時期に入りました。 1940年代初頭、英国は最初に80Ni-20Cr合金に少量のアルミニウムとチタンを添加して強化用のγ┡相を形成し、より高い高温強度を備えた最初のニッケル基合金を開発しました。 同じ時期に、米国はピストン航空エンジン用のターボチャージャーの開発のニーズを満たすために、ビタリウムコバルトベースの合金を使用してブレードを製造し始めました。 さらに、米国はジェットエンジンの燃焼室を作るためにインコネルニッケル基合金も開発しました。 その後、合金の高温強度をさらに向上させるために、冶金学者はニッケル基合金にタングステン、モリブデン、コバルトなどの元素を添加してアルミニウムとチタンの含有量を増やし、次のような一連の合金を開発しました。イギリスの「Nimonic」、アメリカの「Mar-M」、「IN」など。 コバルト基合金では、ニッケル、タングステン、その他の元素を添加して、X-45、HA-188、FSX-414などのさまざまな高温合金を開発しています。コバルト資源が不足しているため、コバルトベースの超合金の開発は制限されています。 1940年代には、鉄ベースの超合金も開発されました。 1950年代には、A-286やIncoloy901などのブランドが登場しました。 しかし、高温安定性が低いため、1960年代以降の開発は遅れています。 ソビエト連邦は、1950年頃に「ЭИ」ブランドのニッケル基超合金の製造を開始し、その後、変形超合金の「ЭП」シリーズと鋳造超合金の「ЖС」シリーズを製造しました。 中国は1956年に超合金の量産を開始し、徐々に変形超合金の「GH」シリーズと鋳造超合金の「K」シリーズを形成しました。 1970年代には、米国は指向性結晶ブレードと粉末冶金タービンディスクを製造するための新しい製造プロセスを採用し、航空エンジンタービンの入口での温度上昇のニーズを満たすために単結晶ブレードとその他の高温合金部品を開発しました。 。


強さを増す方法

超合金は、高いクリープ強度と耐久強度、優れた熱疲労と機械的疲労耐性(疲労を参照)、優れた耐酸化性と耐ガス腐食性、および安定した組織化を備えている必要があります。 その中で、クリープ強度と耐久強度が最も重要です。 超合金の強度を向上させる方法は次のとおりです。

 

固溶体強化

基金属とは異なる原子サイズの元素(クロム、タングステン、モリブデンなど)を追加すると、基金属格子の歪みが発生し、合金マトリックス(コバルトなど)の積層欠陥エネルギーを低減できる元素が追加されます。 )およびマトリックス要素の拡散速度を遅くすることができる要素の追加要素(タングステン、モリブデンなど)は、マトリックスを強化します。

 

沈殿強化

時効処理により、過飽和固溶体から第3相(γ┡、γ "、炭化物など)を析出させて合金を強化します(合金相を参照)。γ┡相はマトリックスと同じですが、面があります。 -中心立方構造、格子定数はマトリックスに類似しており、結晶とコヒーレントであるため、γ┡相はマトリックス内に微粒子の形で均一に析出し、転位の移動を妨げ、大幅な強化効果を生み出します。 γ┡相はA3Bタイプの金属間化合物であり、Aはニッケル、コバルトを表し、Bはアルミニウム、チタン、ニオブ、タンタル、バナジウム、およびタングステンを表し、クロム、モリブデン、および鉄はAまたはBのいずれかです。ニッケル基合金の代表的なγ┡相はNi3(Al、Ti)です。γ┡相の強化効果は次の方法で強化できます。①γ┡相の数を増やす;②γ┡相とマトリックスに強化効果を得るための適切な程度のミスマッチコヒーレント歪みの影響; ③ニオブ、タンタルなどを添加します。元素はγ┡相の逆相ドメイン境界エネルギーを増加させ、転位切断に抵抗する能力を向上させます。 ④コバルト、タングステン、モリブデンなどの元素を添加してγ┡相の強度を高めます。 γ "相は体心正方晶構造であり、その組成はNi700Nbです。γ"相とマトリックスのミスマッチが大きいため、コヒーレント歪みが大きくなり、合金が得られます。高い降伏強度。 ただし、XNUMX℃を超えると強化効果が大幅に低下します。 コバルトベースの超合金は一般にγ┡相を含まないが、炭化物で強化される。

 

粒界強化

高温では、合金の粒界は弱いリンクであり、少量のホウ素、ジルコニウム、および希土類元素を追加すると、粒界の強度を向上させることができます。 これは、希土類元素が粒界を浄化し、ホウ素およびジルコニウム原子が粒界の空孔を埋め、クリーププロセス中の粒界拡散速度を低下させ、粒界炭化物の蓄積を抑制し、XNUMX番目の球状化を促進するためです。粒界の位相。 さらに、鋳造合金に適切な量のハフニウムを加えることで、粒界の強度と可塑性を向上させることもできます。 熱処理を使用して、粒界に鎖状の炭化物を形成したり、粒界を曲げて塑性と強度を向上させることもできます。

 

酸化物分散強化

粉末冶金法により、高温で安定した小さな酸化物が分散状態で合金に添加され、大きな強化効果が得られます。 一般的に添加される酸化物には、ThO2とY2O3が含まれます。 これらの酸化物は、転位の動きを妨げ、転位の下部構造を安定させることによって合金を強化します。

Qingtuo is Professional Manufacture and Supplier of Special Alloy & Superalloy High Precision Forgings,After 25 years of development, Qingtuo has now grown up to over 200 employees, half of whom have worked in high-temperature alloy industry for more than 10 years. Besides, we possess 15 product experts and experienced technicians to ensure the product quality. 

Qingtuo has the international advanced special metallurgical capabilities, including 6-ton Vacuum Induction furnace, 6-ton Vacuum Arc Remelting, 18-ton Electroslag Remelting and 18-ton Argon Protection Electroslag Remelting, 20-ton AOD refining furnace, 20-ton LF refining furance, 20-ton VOD refining furnace, production line, 25MN & 8MN forging machines, type 450 & 320 rolling machine, type 90 straightening machine, type 40 straightening machine with 7 rollers hyperbolic curve, type 40 straightening machine with 11 rollers, type 100 flaying machine, type 40 flaying machine, type 83 centerless grinding machine and type 80 centerless grinding machine.

そして、私たちのビジネスは、伝統的な産業から、石油・ガス、石油化学、原子力、生物医学、電力、造船、航空、航空宇宙などの他の新しい技術分野へと成長し、発展してきました。 

当社は、60カ国以上のお客様に高品質のNi基合金およびCo基合金の材料を提供してきました。 245SMo、17-4PH、904L、S32760、Nitronic 60、Nimonic C263、Inconel 713C、Inconel 718、Inconel 601、Incoloy 901、MonelK500などの多くのアドバンテージグレードの合金があります。