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合金法兰的发展和使用

作者:河北鹏鑫管道装备集团有限公司 浏览: 发表时间:2020-06-11 17:23:02

       近几年,在合金法兰的増韧硏究方面已取得了突破性进展,在氧化锆中加入某种稳定剂,形成部分稳定氧化锆陶瓷,其断裂韧性远高于其他结构陶瓷,有“陶瓷钢”’之称。1,4,4新型材料目前,对各种新型材料的硏究和开发正在加速。新型材料的特点是高性能化、玏能化、复合化。传统的金属材料、有机材料、无机材料的界限正在消失,新型材料的分类变得困难起来,材料的属性区分也变得模糊起来。例如,传统认为导电性是金属固有的,而如今有机、无机材料也均可岀现导电性。复合材料更是融多种材料性能于一体,甚至岀现一些与原来截然不同的性能。1高温材料所谓髙温材料,一般是指在6σσ°℃以上,甚至在ioo0℃C以上能满足工作要求的材料,这种材料在高温下能承受较高的应力并具有相应的使用寿命。常见的高温材料是高温合金,出现于20世纪30年代,其发展和使用温度的提高与航天航空技术的发展紧密相关。现在高温材料的应用范围越来越广,从锅炉、蒸汽机、内燃杋到石油、化工用的各种高温物理化学反应装置、原子反应堆的热交换器、喷气涡轮发动杋和航天飞机的许多部件都有广泛的使用。高新技术领域对高温材料的使用性能不断提出要求,促使高温材料的种类不断増多,耐热温度不断提高,性能不断改善。

       反过来,合金法兰的性能提髙,又扩大了其应用领域,推动了高新技术的发展到目前为止,开发使用的高温材料主要有以下几类(1)铁基高温合金铁基高温合金由奥氏体不锈钢发展而来。这种高温合金在成分中加入比较多的Ni以稳定奥氏体基体。现代铁基高温合金中,有的含N质量分数接近50%。另外,加入10%~25%的Cr可以保证获得优良的抗氧化及抗热蚀能力;W和Mo主要用来强化固溶体的晶界,A、Ti、№b起沉淀强化作用。我国硏制的 FeNiCr系铁基高温合金有GH140、GH213、K214等。用作导向叶片的工作温度***可达ρoo℃。一般而言,这种高温合金的抗氧化性和髙温强度都还不足,但其成本较低,可用于制作一些使用温度要求较低的航空发动机和工业燃气轮机的部件(2)镍基高温合金这种合金以N为基体,含N质量分数超过50%,使用温度可达100o镍基髙温合金可溶解较多的合金元素,可保持较好的组织稳定性,其髙温强度、抗氧化性和抗蚀性都较铁基高温合金好。在现代喷气发动机中,涡轮叶片几乎全部采用镍基高温合金制造。镍基高温合金按其生产方式可分为变形合金与铸造合金两大类。

       由于使用温度越高的基高温合金,合金法兰锻造性能越差,所以,现在的发展趋势是耐热温度高的零部件大多选用铸造镍基高合金制造。为适应现代工业更高的要求,高温合金的研究开发尽管难度极大,但也在不断地取得进展。现在已经使用或正在硏制的新型高温合金有定向凝固高温合金、单晶高温合金、粉末冶金高温合金、快速凝固高温合金、金属间化合物髙温合金和其他难熔金属髙温合金等。单晶髙温合金一般采用选晶法或籽晶法制取。由于单晶高温合金消除了晶界、去除了晶界强化元素,使合金的初熔温度大为提高,这样可加入更多的强化元素并釆取更高的固溶处理温度,使强化元素的作用充分发挥。单晶髙温合金的工作温度比普通铸造高温合金高约10o℃。对涡轮叶片而言,每提高25℃,相当于提高叶片寿命三倍,发动机的推力将会有较大幅度的增加。因此,单晶高温合金等新型高温合金的问世极大地促进了航空航天等工业的发展3)高温陶瓷材料高温高性能结构陶瓷正在得到普遍关注。以氮化硅陶瓷为例,其已成为制造新型陶瓷发动机的重要材料,目前采用的镍基汽轮机叶片的使用温度可达1o5σ℃。氮化硅陶瓷不仅有良好的髙温强度,且热膨胀系数较小,热导率髙,抗热震性能好。用它制成的发动机可在更高的温度工作,效率将会有较大的提高形状记忆材料形状记忆是指某些材料在一定条件下,虽经变形但仍然能够恢复到变形前原始形状的能力。


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