1. 固溶强化:钼、钛等元素的加入,使得它们在合金基体中形成固溶体,通过原子尺寸差异和弹性模量的不匹配,阻碍位错运动,从而提高合金的强度。
2. 析出强化:铝、钛等元素在高温下可与镍形成金属间化合物(如NiAl、Ni3Ti等),这些化合物作为第二相粒子析出并弥散分布在基体中,通过钉扎位错和晶界,有效提升了合金的高温强度。
3. 晶界强化:钒等元素的加入有助于细化晶粒,同时形成稳定的晶界相,减少晶界在高温下的滑移和脆化倾向,增强合金的蠕变抗力。
4. 微量硼的作用:硼作为微量元素,能够净化晶界,减少有害杂质的偏聚,进一步提高合金的强度和韧性。
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Fe-25Ni-15Cr基高温合金因其卓越的性能,成为制造航空发动机高温承力部件的理想材料。这些部件,如涡轮盘、压气机盘、转子叶片和紧固件等,长期工作在高温、高压、高转速的极端环境下,对材料的性能要求极为苛刻。
1. 涡轮盘与压气机盘:作为发动机的核心部件,涡轮盘和压气机盘需承受巨大的离心力和热应力。该合金的高强度、高蠕变抗力以及良好的加工塑性,确保了部件在极端条件下的稳定运行。
2. 转子叶片:转子叶片是航空发动机中工作环境最为恶劣的部件之一,需承受高温燃气的直接冲击和高速旋转产生的离心力。合金的优异高温性能和抗疲劳特性,保障了叶片的可靠工作。
3. 紧固件:虽然体积小,但紧固件在航空发动机中起着至关重要的作用。该合金的高强度和良好的焊接性能,使得紧固件能够牢固连接各个部件,确保发动机的整体结构强度。
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Fe-25Ni-15Cr基高温合金的生产工艺复杂而精细,包括冶炼、锻造、热处理、机械加工等多个环节。通过这些工艺,可以生产出各种形状的变形产品,如盘件、锻件、板、棒、丝和环形件等,以满足不同部件的制造需求。
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在锻造过程中,通过精确控制变形温度和变形速率,可以优化合金的微观组织,提高材料的综合性能。热处理则通过固溶处理、时效处理等步骤,进一步析出强化相,调整合金的力学性能。
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