高溫合金斷裂韌度

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牌號: 46Fe-32Ni
C(％): 0.05～0.15
Si(％): 0.50～1.50
Mn(％): 0.50～1.50
Cr(％): 19.0～21.0
Ni(％): 31.0～34.0
Mo(％): —
Co(％): —
W(％): —
Al(％): —
Cu(％): —
Ti(％): —
Fe(％): 余量
(％): Nb/Ta 0.05～1.50,P≤0.03,S≤0.03

高溫合金斷裂韌度鑄造46Fe-32Ni高溫合金葉輪：發(fā)動機中,高溫合金葉輪位于燃燒室和導向器之后,葉片必須工作于高溫腐蝕性燃氣環(huán)境中,46Fe-32Ni承受高溫腐蝕性氣體的直接沖擊和因此帶來的的熱應力和機械應力,容易發(fā)生蠕變斷裂。此外,葉輪工作時,轉(zhuǎn)數(shù),導致部位遭受巨大的機械應力,NILOMAG77容易開裂。早期,葉輪的制造方法是將鍛造盤和鑄造葉片通過機械加工然后裝配在一起。這種制造方法周期長,成本高,裝配精度不易保證。為了降低葉輪的制造成本,20世紀60年代末出現(xiàn)了將葉片和連在一起整體鑄造的技術,NIMONICalloy90當時主要用作地面渦輪增壓器葉輪。隨著鑄造工藝水平的提高,整鑄技術擴大應用到航空發(fā)動機上。目前1500kW以下的小型渦軸發(fā)動機廣泛采用軸向和徑向整體鑄造葉輪。這不僅降低了葉輪的制造成本,而且避免了榫頭裝配的應力。隨著鑄造技術和高溫合金材料的飛速發(fā)展,人們已經(jīng)可以獲得所期望的特定顯微組織的整鑄葉輪.
高溫合金斷裂韌度隨著航空科學技術的進步和發(fā)展,航空發(fā)動機的性能不斷日益完善和提高,46Fe-32Ni正朝著高推重比、高推力和低油耗、使用壽命長的方向發(fā)展。與十年前相比,航空發(fā)動機的功率提高了25%,推重比達到(12~15),燃油消耗降低了30%~50%,渦輪進口溫度超過了2000。Chrome core 12-FM做為航空發(fā)動機核心部分的渦輪(工作葉片與渦),它的工作條件是相當惡劣,各種發(fā)動機用整體鑄造葉輪,其渦輪工作葉片同時承受高溫、燃氣腐蝕、INCONEL alloy 625 LCF離心力、彎曲應力、熱應力、振動和熱疲勞的作用,因此要求葉片除了應具有良好的性、耐腐蝕能力和足夠高的強度外,還應具有良好的機械疲勞、熱疲勞性能以及足夠的塑性和沖擊韌性。而渦部分雖然工作溫度比工作葉片低,但其應力條件異常復雜,輪轂和輻板等各部位所受應力、溫度、介質(zhì)作用程度不同,因此對渦的基本性能要求為:高的屈服強度、抗拉強度和塑性,足夠的持久、蠕變強度和低循環(huán)疲勞強度,良好的耐蝕性能和組織穩(wěn)定性。基于對渦輪的工作葉片和渦的不同性能要求,大中型航空發(fā)動機的渦輪制造方法是將渦和工作葉片分別單X制造,然后機械加工裝配在一起形成渦輪。這種制造方法可以有針對性的將工作葉片和渦選用不同的合金材料。一般采用GH高溫合金系列和K高溫合金系列精鑄而成。