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提高高温合金材料温度和强度的可行性方案
在技术的推动下,材料的种类越来越多,性能也越来越完善,使得材料的应用范围也有了进一步的扩大。以高温合金材料来说,它就在化工、发电、航空及航天、原子反应堆等许多领域都得到日益广泛的应用,而且其使用温度也在逐年提高。
高温合金材料可以分为不同的种类,而且它们的性能也各不相同,虽然铌基、铝基、钨基等高温合金的耐热温度高于镍基高温合金,但由于资源贮量及制造工艺等方面存在的问题,使它们难以全面替代镍基合金。
其次,虽然高温陶瓷材料的耐热温度高于镍基合金几百度,用它们也成功制作除了陶瓷发动机,但局限性还是在价格上,巨大价格差异也使高温陶瓷很难在近期内取代高温合金材料
随着表面处理技术及冷却技术的采用和完善,高温合金材料的使用温度有望进一步提高,使之伴随着航空及航天飞机向更高、更远的目标前进。除了温度方面有待提高之外,高温合金材料的强度也需要有所提高。
这方面实现起来比较容易,只需要在高温合金材料中加入与基体金属原子尺寸不同的元素,从而引起基体金属点阵的畸变;并且加入能降低合金基体堆垛层错能的元素和能减缓基体元素扩散速率的元素,以强化高温合金材料的基体。
另外,铸造高温合金材料中加入适量的铪,也能改善晶界的强度和塑性;或者是通过热处理在晶界,使其形成链状分布的碳化物或造成弯曲晶界,从而达到提高塑性和强度的目的。
对于高温合金材料来说,通过粉末冶金方法,在合金中加入高温下仍保持稳定的细小氧化物,使其呈弥散分布状态,也能有效的获得显着的强化效应。