粉末高温合金研究进展

粉末高温合金是制造高性能航空发动机涡轮盘等转动部件的关键材料.针对国外粉末高温合金的研究历史和现状,结合粉末高温合金的制备工艺流程,重点介绍了美国和俄罗斯粉末高温合金的发展现状,对比分析了不同粉末制备工艺、粉末固结工艺、盘件成形工艺的特点,总结了粉末高温合金中存在缺陷的原因及控制方法.针对我国粉末高温合金的研究历史和现状,总结了国内粉末高温领域所取得的进展.对国内外粉末高温合金在航空发动机上的应用进行了总结.对超纯净度细粉制备、直接热等静压近终成形、双性能粉末涡轮盘制备工艺等高性能粉末高温合金的关键技术及发展方向进行了展望.针对国内对粉末高温合金的需求现状,指出了国内粉末高温合金研制和生产过程中存在的问题并给出了相应的解决思路.     

863计划“先进粉末高温合金的研制及制备技术”项目课题通过技术验收

正日前,"十二五"863计划新材料领域"先进粉末高温合金的研制及制备技术"课题通过技术验收。该课题由北京航空材料研究院承担,针对先进航空发动机涡轮盘高温、高强、长寿命、低成本和高可靠性的要求,以及汽车发动机增压涡轮高性能、低成本的需求,开发出新一代粉末高温合金。课题突破了氩气雾化高温合金细粉、氧含量、球形度和非金属夹杂物控制等关键技术,成功制备出低氧纯净细颗粒的高温合金粉末,满足了粉末涡轮盘和增压涡轮研制需要,为我国粉末高温合金涡轮盘的研制和低成本制备汽车增压涡轮提供了有力保证。     

新型高性能粉末高温合金的研究与发展

粉末高温合金由于在高温下表现出一系列优越的性能而成为制造高推重比航空发动机涡轮盘等部件的首选材料,本研究总结和分析了国外第三代新型高性能粉末高温合金的研究成果,重点描述了这些合金的制备工艺和力学性能,并提出研制高性能粉末高温合金的重点发展方向.     

GH4169合金研制进展

GH4169合金具有较高的高温强度,优异的持久、蠕变和疲劳性能,同时具备良好的加工和焊接性能,广泛用于航空、航天、石化等领域。随着航空、航天发动机性能的不断提高,对发动机关键用材GH4169在承温能力、持久蠕变性能和抗疲劳性能提出了更高要求,以满足先进航空发动机高性能、高可靠性、长寿命的需求。从合金改型、冶炼工艺优化、热加工技术提升等方面,系统论述了GH4169合金近50年基础研究成果及工程制备技术的进展。内容包括基于提高热稳定性,发展适应更高使用温度的改型合金的合金化原理;基于制备大尺寸、无偏析、纯净化铸锭的三联冶炼工艺技术进步;基于制备细晶棒材的快锻和径锻联合开坯的热加工技术提升;基于实现近净成形超塑性变形的热模锻和等温锻的最新进展。     

重型燃气轮机定向结晶叶片的材料与制造工艺

重型燃气轮机是我国能源发展战略中的关键装备. 在高温和热腐蚀环境下工作的透平叶片,是重型燃机的核心热端部件.与航空发动机叶片比较,先进重型燃气轮机透平叶片,在高温热腐蚀环境下长期工作,而且叶片的尺寸较大,因此,对叶片使用的高温合金材料及其制造工艺均提出了特殊的要求.用于燃气轮机叶片的抗热腐蚀高温合金材料,经历了从多晶到定向和单晶的发展历程,其合金在设计中具有高Cr,高Ti,Al比等几个显著区别于航空发动机叶片材料的特征.兼顾高强度、优异抗热腐蚀性能及长期组织和性能稳定性的燃气轮机用铸造高温合金的研发,因此更具挑战.定向凝固是重型燃气轮机用大型定向结晶叶片制造工艺中最为关键的技术之一.介绍了先进定向凝固技术——高温度梯度液态金属冷却定向凝固技术的发展,对比了不同定向凝固工艺对高温合金典型组织及力学性能的影响,并简单介绍了我国近期在大型定向结晶叶片研制方面的进展.     

低氧含量NiCr合金粉末的制备项目通过鉴定

11月中旬，中国有色金属工业协会在北京组织了由北京矿冶研究总院完成的“低氧含量NiCr合金粉末的制备”成果鉴定会。与会专家认为，该研究通过采用合金中添加微量B元素和酸性溶剂表面后处理的工艺，解决了气雾化制备的NiCr合金粉末氧含量高和球形度差等技术难题。用所研制的NiCr合金粉末制备的涂层，金相组织均匀，无裂纹、分层及涂层与基体界面分离等缺陷；涂层硬度、拉伸强度和最大氧化物直径等各项性能指标达到了国际先进水平；所研制的低氧含量NiCr合金粉末产品已经在军、民品多种部件上批量应用，尤其是在XX新型航空发动机上应用效果良好，可以替代进口产品；国内外对低氧含量NiCr合金粉末的年需求量很大，     

单晶高温合金发展现状EI

从８０年代初第一代单晶高温合金研制成功以来，单晶合金的发展甚为迅速，第二代、第三代单晶合金相继出现和应用，为航空发动机和地面燃气轮机的性能大幅度提高作出了重大贡献。单晶合金及其工艺的发展具有一系列重要特点。其应用范围日益扩大。预计今后相当长一段时期，单晶高温合金仍将是先进燃气涡轮发动机最主要的叶片材料。我国在单晶合金及工艺研究方面已取得显著成绩，但是仍落后于当前国际先进水平。     

新型涡轮盘用高性能粉末高温合金的研究进展

综合分析了国外第3代粉末高温合金的化学成分、显微组织和点阵常数,总结出新型涡轮盘用高性能粉末高温合金的研发趋势,重点介绍了作者课题组与钢铁研究总院合作在国内率先进行我国新型第3代高性能粉末高温合金的初期研究工作与成果,并提出了研制高性能粉末高温合金的重点研究方向。     

镍基粉末高温合金中γ′相溶解行为与动力学研究进展

为了满足航空发动机高性能、高热效率的要求，镍基粉末高温合金的合金化程度越来越高，导致合金变形抗力大，热塑性差，热加工窗口窄，从而制约了合金的制备与应用。合金中高体积分数的γ′相在热加工过程中起到组织调控的作用，热加工过程中γ′相的演变影响着合金的热变形行为和热加工性能。了解热加工过程中γ′相的演变规律对调控合金组织和优化热加工工艺具有重要意义。本文以镍基粉末高温合金热加工过程中γ′相的溶解为讨论对象，综述了近年来γ′相的溶解行为及其影响因素、预测模型相关研究工作。目前高体积分数多颗粒体系析出相的溶解机理还不清楚，γ′相溶解过程中是否存在分裂和团聚等行为及其影响机理、热变形过程中位错与γ′相之间的相互作用机理、γ′相溶解动力学等有待进一步研究。     

高推重比航空发动机用新型高温钛合金研究进展

综述了我国航空发动机用高温钛合金材料体系的发展状况。针对未来高推重比航空发动机对新型轻质耐高温结构材料的需求,重点介绍了TiAl合金和SiC纤维增强钛基复合材料2种关键的新型高温钛合金国外研究进展和应用情况。目前我国航空发动机主要应用的是α+β型钛合金,工作温度均在500℃以下,在更高温度使用的近α型钛合金(如600℃高温钛合金)尚处于研发阶段。国外对TiAl合金的研究已近20年,在航空发动机领域已公开报导了10多种TiAl零部件,并且完成了地面装机试验,试验结果非常理想。SiCf/Ti复合材料在航空发动机上的典型应用是叶环类和轴类零件,美、英等国均研制出了多个零部件,并进行了发动机考核试验。TiAl和SiCf/Ti复合材料将是新一代高推重比航空发动机用的2种关键结构材料。     

高温合金熔炼工艺讨论

分析了高温合金所采用的各种冶炼方法,调研了几种主要冶炼方法的设备情况,讨论了其应用及发展动态,对比了国内外高温合金的熔炼数据,讨论了国内外粉末高温合金熔炼方法的差别,研究了我国粉末高温合金VIM+VAR双联工艺对锻件性能的影响。研究结果表明,为提高我国粉末高温合金纯净度,在着力改进高温合金熔炼工艺的基础上,应积极发展并提高双联及三联熔炼等新工艺。     

电子束技术在高温合金中的应用

作为近年发展起来的先进加工技术,电子束技术具有高能量密度、高真空度、可实现精确控制等优点,其在高温合金中的应用已受到广泛关注。本文对电子束技术在高温合金的制备以及加工领域的研究与应用进行了综述,包括高温合金的电子束成型制造、高温合金的电子束精炼、电子束焊接、表面改性以及高温合金的电子束物理气相沉积,指出了目前电子束技术面临的挑战,并对电子束技术在高温合金领域的发展前景进行了展望。     

The ceracon process for P/M technology: A review of recent developments

The Ceracon process, CERAmic CONsolidation, was originally developed in the mid 1970's to consolidate powder metals. The process has been successfully applied to near-net-shape production of oil drilling and other mechanical tools using conventional materials such as steel or tungsten carbide. The basic concept of the Ceracon process to consolidate powder material is still applicable in the preparation of fully dense forms, but there are a number of new applications for the Ceracon process which have emerged over the past few years. In this article, the latest developments in the Ceracon technology will be reviewed. These developments include the consolidation of oxide enclosed P/M materials such as environmentally sensitive superconducting powders, aluminum 6061 alloy and rapidly solidified Ti-48%A1 alloys.     

熔体过热处理技术及其在镍基高温合金中的应用研究进展

镍基高温合金是先进航空发动机高温叶片不可或缺的关键核心材料,目前通过合金化来提高其承温能力已趋于极限。研究表明,材料熔体结构对合金凝固过程、凝固组织、性能以及成形质量具有重要的影响。熔体结构的变化能够直接导致熔体特性发生改变,进而对性能产生影响,然而在实际合金的制备过程中,熔体结构的作用通常被忽略。熔体过热处理技术通过利用合金熔体的遗传效应,将高温熔体的结构保留到低温熔体,从而大幅提高合金性能。系统介绍了熔体过热的原理、主要处理技术以及如何通过X射线衍射和物性参数测量来确定熔体过热处理参数,重点介绍了熔体过热处理技术在优化高温合金凝固组织和提升性能方面的应用,最后提出了熔体过热处理技术发展的方向和面临的挑战。     

仿金铜金粉研究现状与发展趋势

文中主要介绍国内外铜金粉的研究现状及传统制备方法的具体步骤和缺点，并根据纳米铝粉的物理气相沉积制备法，提出了铜金粉的研究方向，特别强调了纳米级片状铜金粉。     

铝合金半固态流变成形技术研究进展

铝合金半固态流变成形技术具有短流程、低能耗、低成本等优势,被用于制造车辆零部件和通信设备壳体件。经过近半世纪的发展,铝合金流变成形技术研究重点已由基础问题研究转向关键技术研究和应用研究。综述了近年来铝合金流变成形技术国内外研究进展,主要围绕流变成形合金设计、半固态浆料制备方法、流变成形工艺与缺陷控制、建模与仿真、工业应用现状5个主题展开。最后,展望了该领域未来的主要研究方向和发展前景。开发适用于流变成形的新型合金,提高制浆与成形工艺的生产效率和稳定性,缩短新产品研发周期,提升产品综合性能,仍然是当下和未来的研究热点。     

软磁合金粉末特性对金属软磁粉芯的影响

软磁合金粉末作为制备金属软磁粉芯的原材料,是决定磁粉芯性能的关键因素之一。本文综述了软磁合金粉末的合金成分、形貌、粒度以及粉末纯度对软磁粉芯性能的影响。分析结果表明,铁硅铝磁粉芯具有最佳性价比,采用气雾化法生产的球形粉末具有最佳的软磁特性,软磁粉末越细,纯度越高,所制备的磁粉芯软磁性能越好。     

金属/陶瓷粉末3D打印技术及其应用

3D打印技术以数字化、网络化、个性化、定制化特点被认为将推动第3次革命技术,金属/陶瓷粉末构件的3D打印技术是目前先进制造技术的重要发展方向。主要介绍了3D打印成形金属/陶瓷粉末技术及其在航空航天等领域的应用现状和展望;详述了3D打印用金属粉末制备方法及不同工艺下粉末的特点及适用范围,进而综述了3D打印用金属粉末设备的工作原理。最后,对该方向的研究进展进行总结,并对其发展前景和主要发展方向进行展望。     

粉末冶金低合金钢的制备和性能研究进展

分别从粉末制备、成形工艺、烧结工艺及其组织控制等方面较系统地介绍了国内外粉末冶金低合金钢的制备情况,并展望了其将来的研究方向和前景.     

Fe基非晶合金粉末的研究进展

非晶合金粉末是指快冷雾化合金液滴所制得的合金粉末,其中Fe基非晶合金粉末因具有生产成本低廉和应用前景广阔等优势,一直备受青睐。同时,Fe基非晶合金粉末的应用也为块体Fe基非晶合金应用难的问题提供了一条崭新的途径。本文综述了Fe基非晶合金粉末的研究进展,对其在涂层制备、磁性材料、激光3D打印、废水处理4个方面的研究现状进行了归纳分类与总结,并分析了Fe基非晶合金粉末在各领域的应用优势。最后指出Fe基非晶合金粉末在制备高质量涂层、老化磁性粉末再利用及增材制造领域的研究方向,并展望了作为传感、控制等功能性器件的应用前景。此外,在薄膜等小尺寸、低维材料及柔性电子领域也展现出巨大的应用潜力。