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提高铸造高温合金及其精铸件纯洁度的途径

作者: 恒盛工艺铸造 编辑: 恒盛工艺铸造 来源: 恒盛工艺铸造 发布日期:2011-03-20
信息摘要:
合金是制造航空发动机的关键零部件的关键材料,其质量直接影响航空发动机的寿命,关系到飞机的安全.为此成为所关注的热点问题…

铸造高温合金是制造航空发动机的关键零部件的关键材料,其质量直接影响航空发动机的寿命,关系到飞机的安全。为此成为所关注的热点问题。
  合金及其零件的材质主要表现在合金内在的气体和杂质含量,因为它是萌生裂纹的起源。为确保材质,许多国家都制定了相应的质量控制标准,如G.E.公司的P29TF-S7《高温合金中微量元素的允许极限》,英国R.R.公司斯贝发动机有关材料(包括所用原材料)和铸件的技术标准。随着航空发动机的发展,要求使用高性能水平的材料,如用定向、单晶合金制作为发动机的涡轮部件。其质量要求也提高了,如美国Cannon-Muskegon公司生产的CMSX-4第二代单晶合金其气体杂质含量是目前合金中最低的。
  在我国,由于设备和工艺条件限制,现有高温合金中气体和杂质含量一般高于国际标准。因此合金性能水平有限,且波动性较大,制造零件的合格率较低。国外著名发动机公司生产的涡轮、导向叶片合格率,实心叶片在90%左右,空心叶片(复杂型腔空心叶片)达70%,我国尚达不到这个水平。因此提高合金和精铸件的纯洁度是当前我国冶金工作者一项重要任务,具有较大的社会效益和经济效益。
  合金纯洁度的基本要求
  先进航空发动机不仅要求材料有较高的性能水平,而且对材料的气体夹杂含量也有较高的要求,以确保发动机的可靠性。就发动机涡轮叶片材料来看,随着发动机的发展,由变形高温合金发展到铸造高温合金;由等轴晶铸造高温合金发展到单晶高温合金;由第一代单晶合金发展到第二、三代单晶合金。就一般铸造高温合金来说,合金中气体含量一般在(5~10)×10-6,而单晶合金如CMSX-4气体含量(1~4)×10-6。
  合金中的杂质含量:关键性杂质元素Bi,Te和Tl小于0.5×10-6;Ag,As和Pb,Sn小于5×10-6;杂质元素的种类最多约达40种,除了关键性杂质元素外,其它杂质元素的总量小于400×10-6;单个杂质含量最大不超过25×10-6。这是美国G.E.公司的要求。当然不同材料、不同零件要求也有所区别,但是总的趋势是对合金中气体杂质限量越来越严,已经发展到要求制备高纯度合金,如已经制备了高纯度的In718合金发动机关键零件。

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