镍基高温合金增材制造研究进展

镍基高温合金因其优异的高温强度及耐腐蚀、抗氧化性能而备受关注,被广泛应用于航空航天等领域。本文对增材制造镍基高温合金的制备方法、常见牌号以及合金的组织与性能进行了综述,总结了当前存在的问题,提出了未来值得探索的研究领域。金属增材制造技术制备的镍基高温合金具有良好性能,能实现复杂构件精密成形,且制备过程中材料浪费少,有望成为未来航空航天等领域中镍基高温合金构件的重要制备工艺。常见的镍基高温合金增材制造方法有粉末床熔化、定向能量沉积和电弧增材制造等,粉末床熔化被广泛用于制造高精度和复杂零件,但制造速度相对较慢,且设备和材料成本较高。定向能量沉积自由度和灵活性更高,可用于制备功能性梯度材料,但精度较低。电弧增材制造具有较低的设备成本和材料成本,适用于大型零件的快速制造,但其制备的合金表面粗糙度较差,需要进行额外的加工或后处理。在增材制造过程中被广泛研究的镍基高温合金包含IN625,Hastelloy X等固溶强化型和IN718,CM247LC,IN738LC等沉淀强化型高温合金。与传统的铸造和锻造方法相比,增材制造独特的逐层成型、快冷快热的制备过程带来了粗大的柱状晶粒组织和大量细小晶粒的独特...     

热等静压技术在镍基铸造高温合金领域的应用研究

镍基铸造高温合金是航空发动机与燃气轮机生产制造过程中应用的主要材料之一,在航空航天、能源工业、船舶舰艇等领域有着广泛的应用。现代航空工业的飞速发展离不开高温合金综合性能的快速提升,而热等静压技术在镍基铸造高温合金领域的应用对镍基铸造高温合金综合性能的改进方面发挥了举足轻重的作用。本文介绍了热等静压技术的工作原理与应用发展历史,总结了热等静压技术在镍基铸造高温合金领域的研究应用现状,重点阐述了热等静压技术对铸造高温合金的致密化作用机理与组织性能影响、热等静压对长期服役镍基铸造高温合金组织修复研究以及实现两种镍基高温合金扩散连接的应用优势与研究成果。同时指出热等静压技术研究中存在的一些问题及国内热等静压技术在镍基铸造高温合金领域的发展趋势。     

陶瓷刀片高效加工技术在航空盘类零件应用

航空发动机高压压气机盘、涡轮盘等零件,属于发动机中高速旋转的关键部件,零件的结构、形状较为复杂,尺寸精度与技术条件要求较严,材料多为强度高、硬度高的切削性能较差的高温合金材料,加工过程中零件的余量较大,按传统工艺进行加工,效率较低,影响零件的周转与交付进度。选取陶瓷刀具,采用数控加工工艺进行零件的粗加工、半精车加工工作,能够达到提高零件加工效率与加工质量的目的。通过梳理盘类零件的工艺规程,筛选、确定以某型号发动机九级轮盘作为典型零件,开展陶瓷刀具高效加工研究、攻关,从而带动盘类零件整体制造技术的提升。该零件特点是,形状较为复杂,零件的加工精度较高,材料为镍基高温合金,在发动机盘类零件中具有代表性。通过采用高性能陶瓷刀具实施高效数控加工,对于批量生产的零件,能够大大减少加工时间并提高质量,解决制约生产的难题。本文主要阐述了应用数控车设备,选择适用的陶瓷刀具,进行数控加工程序的编制,以及切削加工参数的摸索、验证,成功实现九级轮盘零件采用陶瓷刀具高效数控加工的工艺过程。     

耐热镀层试验的初步总结

耐热镀层,是现代电镀工业的新技术,它是利用电镀的方法,将耐热金属或合金镀在高温下工作的零件表面上,防护基体金属或合金不受高温气体的侵蚀(主要是氧化),增加零件的使用寿命。 耐热镀层可采用电镀铬-镍或镍及其他耐高温的金属或合金,可应用在喷气发动机涡轮叶片等零件上。     

增材制造镍基高温合金研究进展

镍基高温合金具有强度高、抗氧化能力好、蠕变强度和持久强度好以及抗燃气腐蚀能力的特点,被广泛应用于航空航天、汽车通讯、船舶制造等领域.近年来,增材制造技术的进步加速了增材制造镍基高温合金的发展.激光增材制造对于镍基高温合金的制备具有独特的优势,如生产周期短、成本低以及可进行功能预设等.对于航空发动机及燃气机轮中喷嘴、燃烧室等热段部件以及航天飞行器等复杂零件的成形制造非常有利.目前,相关方面的研究热点主要有激光增材制造过程中凝固组织的变化规律、工艺参数与熔池宏观形态间的关系、残余应力的分析以及缺陷的探究.本文综述了增材制造技术制备镍基高温合金的研究进展,简要概括了增材制造技术和镍基高温合金的发展概况,总结了用增材制造技术制备的镍基高温合金成形件的显微组织、后处理后组织的变化及其对力学性能的影响,最后阐述了增材制造镍基高温合金成形件存在的缺陷及解决方法.     

镍基高温合金增材制造研究进展EICSCD

镍基高温合金因其优异的高温强度及耐腐蚀、抗氧化性能而备受关注,被广泛应用于航空航天等领域。本文对增材制造镍基高温合金的制备方法、常见牌号以及合金的组织与性能进行了综述,总结了当前存在的问题,提出了未来值得探索的研究领域。金属增材制造技术制备的镍基高温合金具有良好性能,能实现复杂构件精密成形,且制备过程中材料浪费少,有望成为未来航空航天等领域中镍基高温合金构件的重要制备工艺。常见的镍基高温合金增材制造方法有粉末床熔化、定向能量沉积和电弧增材制造等,粉末床熔化被广泛用于制造高精度和复杂零件,但制造速度相对较慢,且设备和材料成本较高。定向能量沉积自由度和灵活性更高,可用于制备功能性梯度材料,但精度较低。电弧增材制造具有较低的设备成本和材料成本,适用于大型零件的快速制造,但其制备的合金表面粗糙度较差,需要进行额外的加工或后处理。在增材制造过程中被广泛研究的镍基高温合金包含IN625,Hastelloy X等固溶强化型和IN718,CM247LC,IN738LC等沉淀强化型高温合金。与传统的铸造和锻造方法相比,增材制造独特的逐层成型、快冷快热的制备过程带来了粗大的柱状晶粒组织和大量细小晶粒的独特微观组织,还形成了独特的熔池组织及位错胞结构。但是,通过增材制造得到的合金一般还需要进行热处理,对晶粒组织、析出相等进行调控,从而影响合金的力学性能。此外,增材制造镍基高温合金的力学性能还与具体制备方法和合金种类有关。尽管目前增材制造已被广泛用于镍基高温合金的制备,但仍面临组织与性能存在各向异性、高性能合金开裂敏感性高以及缺乏相应的规范和标准等问题,将来需要在热处理、专用合金的定制与开发、探索工艺-结构-功能关系以及计算建模等方面深入探索。     

航空用高温合金涡轮后轴工艺研究

高温合金涡轮轴的加工是航空发动机制造领域的关键技术。属于典型的难加工材料,本文从生产实际出发,收集并总结了以往轴类零件的加工经验,针对高温合金涡轮轴的材料特性和结构特点,制定出了一套合理的加工工艺路线,有效地把零件的加工尺寸控制在了公差范围内。     

航天用镍基高温合金及其激光增材制造研究现状

新型航天器用镍基高温合金部件呈现出复杂化、薄壁化、复合化、一体化的发展趋势,使得传统的铸造或锻造加工技术无法胜任。基于逐层堆积的激光增材制造(LAM)技术是实现这类复杂部件制备的理想解决方案,能够进一步赋予高温合金更高的价值,极大地推动航天装备的发展。首先介绍了航天领域常用的镍基高温合金种类,然后以研究最多的IN 718和IN 625合金为例,总结了镍基高温合金增材制造的研究现状:归纳了镍基高温合金增材制造工艺优化方法,表明增材制造综合加工图和实验设计方法是两种行之有效的方法;指出了增材制造镍基高温合金材料的微观组织特点,讨论了增材制造后续热处理对材料微观组织和力学性能的影响规律,表明增材制造技术极快速冷却的特点引起镍基高温合金材料内部存在普遍的局部微观偏析现象,导致常规热处理工艺不再是最优工艺;并通过5个典型的增材制造镍基高温合金航天构件案例展示了增材制造技术的优势。在此基础上,针对镍基高温合金增材制造过程中存在的关键科学问题和技术难题,展望了增材制造镍基高温合金未来的研究方向。     

SLM成形镍基高温合金及其数值模拟的研究进展

镍基高温合金在高温高压条件下具有较高的强度和良好的抗氧化、抗燃气腐蚀能力,广泛地用来制造航空喷气发动机、各种工业燃气轮机最热端部件。首先介绍了用选区激光熔化成形技术(SLM)3D打印镍基高温合金零件及其数值模拟的国内外研究现状,然后介绍了SLM技术成形的镍基高温合金的力学性能和微观组织结构以及后处理对其微观组织及性能的影响。其次介绍了通过有限元对增材制造过程的模拟,以及其对工艺过程指导意义。最后进一步介绍了SLM成形镍基高温合金领域的研究热点以及数值模拟在这一领域的应用。     

航空工业用镍基高温合金

Allvac718＋是一种新型的析出硬化型镍基高温合金，可以在704℃时仍保持极好的强度和持久性能。这种合金具有Waspaloy合金所具有的耐高温性能和热稳定性，同时保留了标准718合金的加工特性。此外，由于具有较低的内在原料成本，718＋合金比Waspaloy合金在成本上有优势，而且还有改良的热加工性和焊接性能，使成品零件具有较好的成材率。[第一段]     

航空航天用合金的喷射铸造-X成形工艺

喷射铸造-X工艺是Osprey金属公司喷射成形工艺的改进,采用这种工艺能经济地生产出高质量的用于燃气涡轮发动机镍基高温合金,而且将其一步直接转换成环状半成品。一种第三代生产设备已于1998年投入使用,可生产长度达1.5m,直径达1.4m的单管或多管环状及机匣零件。　　喷射成...     

镍基高温合金的技术进展

<正>镍基高温合金的工作温度一般是800~1 000℃,其化学性质良好,尤其是具有高温抗氧化和抗腐蚀性,另外还有良好的抗疲劳性。镍基高温合金应用领域也比较广泛,其中主要是在航空航天领域和国防领域应用,例如航空发动机、导弹等[1]。这些领域的应用都对镍基高温合金的纯净度要求较高,在加工和生产镍基合金的过程中极易产生杂质,影响材料的纯净度,进而可能影响材料的抗腐蚀性能,同时大大降低了相关部件的使用寿命,     

冷却速度对K3合金组织和性能的影响

一、前言 铸造高温合金在航空燃气涡轮发动机上作导向叶片和涡轮叶片材料已得到了广泛的应用。对镍基铸造高温合金的大多数研究结果表明,镍基铸造高温合金机械性能的显微结构特征受着铸造工艺参数的影响。我们的研究工作证明,铸造高温合金的组织和性能对铸造、结晶条件的变化相当敏感,即使同一零件不同     

镍基合金偏心轴加工工艺分析

镍基合金是一种具有高硬度、高韧性和高耐磨性的难加工材料,它越来越多的应用在轴类零件上。而偏心轴是一种特殊的轴类零件,它的加工难度比普通的轴类零件要大很多。本文就以实际加工的一根偏心轴为例介绍镍基合金的偏心轴的加工方法。     

钴基高温合金增材制造研究现状及展望

钴基高温合金是一种在高温下具有高强度、良好的耐热、耐磨和耐腐蚀性能的材料,被广泛用于航空航天等领域。钴基高温合金增材制造技术具有材料利用率高、制造周期短和能够制造较为复杂零件等优点,相对于传统制造技术有巨大的优势,受到了社会的广泛关注。对钴基高温合金的合金化原理进行了阐述,总结了国内外钴基高温合金增材制造所使用的不同工艺方法,重点对钴基激光增材制造技术、钴基电子束激光增材制造技术进行了分析,综述了各种方法的研究现状和最新成果。评价了钴基高温合金增材制造技术在材料利用率、内部缺陷、成形精度、相关标准化方面的不足,并对钴基高温合金增材制造技术发展方向提出了预测。     

离心铸造高强耐热铜镍合金的组织和性能研究EI北大核心

高镍含量的Cu-Ni-Al合金由于具有优异的高温耐磨特性,可应用于航空、航天等领域中,制造具有耐腐蚀、高温耐磨、高导热性能的关键零部件。本工作采用离心铸造工艺制备了一种复杂合金化的高温耐磨铜合金。重点分析了不同铸造工艺参数对铸件组织特征和力学性能的影响。同时与常用耐磨铝青铜合金QAl10-4-4的性能进行了比较。结果表明:浇注温度显著影响铸件横截面上的等轴晶比例,为了使铸件获得全部的等轴晶,浇注温度必须控制在1250℃左右。在最佳工艺参数下,合金的室温抗拉强度为810MPa,500℃下的高温抗拉强度为435MPa,分别比QAl10-4-4合金提高了14%和110%。     

不同元素对镍基合金铸态组织的影响

镍基单晶高温合金是一种应用于航空发动机涡轮叶片的重要合金,镍基单晶高温合金能够在航空发动机涡轮叶片工作时的恶劣工况条件下获得良好的使用性能。镍基单晶高温合金的性能与镍基单晶高温合金的凝固组织有着密切的联系,为获取更好的使用性能需要了解不同元素对镍基单晶高温合金铸态组织的影响,并以此为基础开发出性能更好的镍基单晶高温合金用,以提高航空发动机的性能。     

镍基纳米复合镀层的研究进展

与普通的复合镀层相比,纳米复合镀层具有优良的硬度、耐磨减摩性能、耐腐蚀性能、耐高温氧化性能、电及电催化性能等。其中,镍基纳米复合镀层研究最早、应用最广泛。综述了纳米复合镀层的电沉积机理以及不同功能性镍基纳米复合镀层的研究进展,包括耐蚀防护装饰性复合镀层、耐磨减摩复合镀层、抗高温氧化复合镀层、自润滑复合镀层等,并对镍基纳米复合镀层的研究进行了展望。     

镍基高温合金耐腐蚀性能的研究进展

镍基高温合金的耐腐蚀性能研究在现代科学技术和工程的发展中占有相当重要的地位。主要综述了近年来镍基高温合金耐腐蚀性能的研究情况,详细介绍了几种提高镍基高温合金耐腐蚀性能的方法。对比分析了几种不同的研究和表征方法,并对已有的研究成果进行了深入分析。讨论了镍基高温合金的腐蚀机理研究,提出在接下来的研究中应尽量模拟出镍基高温合金的工作环境,使得不同合金的腐蚀机理可相互比较。最后,结合镍基高温合金的使用要求,对未来镍基高温合金的耐腐蚀性的研究方向进行了探讨和展望。     

不锈钢材料切削工艺研究

航空发动机中的机匣类零件种类繁多,但其主要加工材料一般分为三大类,高温合金类、钛合金类以及不锈钢类,其中高温合金零件占有比例最高,其次为钛合金类型零件,因此一般对于高温合金及钛合金类型零件的加工研究较为深入,零件加工路线及加工刀具选择等方面已经相对比较成熟,对于占一定比重的不锈钢类零件的加工,在某些方面我们尚缺乏较为成熟的路线,特别在孔加工方面明显存在刀具选择不合理加工质量不稳定等现象。