¿Cuáles son los procesos de preparación de aleaciones de alta temperatura?
1. Tecnología metalúrgica de fundición
Actualmente, se están desarrollando y mejorando continuamente varias tecnologías avanzadas de fabricación de fundición y equipos de procesamiento, como la solidificación térmicamente controlada, la tecnología de grano fino y el conformado y moldeado por láser. tecnología de reparación, tecnología de fundición resistente al desgaste, etc. El nivel técnico original se mejora y mejora continuamente, mejorando así la consistencia de la calidad y la confiabilidad de varios productos de fundición de aleaciones de alta temperatura.
Las aleaciones de alta temperatura que contienen poco o nada de aluminio y titanio generalmente se funden en hornos de arco eléctrico o en hornos de inducción sin vacío. Cuando se funden en la atmósfera aleaciones de alta temperatura que contienen aluminio y titanio, la pérdida por combustión de elementos es difícil de controlar y entran más gases e inclusiones, por lo que se debe utilizar la fusión al vacío. Para reducir aún más el contenido de inclusiones y mejorar la distribución de las inclusiones y la estructura cristalina del lingote, se puede utilizar un proceso dúplex que combina fundición y refundición secundaria. Los principales medios de fundición son los hornos de arco eléctrico, los hornos de inducción al vacío y los hornos de inducción sin vacío; los principales medios de refundición son los hornos consumibles al vacío y los hornos de electroescoria;
El tocho de forja se puede utilizar para aleaciones reforzadas con solución sólida y lingotes de aleación con bajo contenido de aluminio y titanio (la cantidad total de aluminio y titanio es inferior a 4,5; las aleaciones con alto contenido de aluminio y titanio generalmente se extruyen); o se lamina en palanquillas y luego se lamina en caliente para obtener productos, y algunos productos requieren más laminación o estirado en frío. Los lingotes o tortas de aleación con diámetros mayores deben forjarse con una prensa hidráulica o una prensa hidráulica de forjado rápido.
2. Proceso metalúrgico de cristalización
Con el fin de reducir o eliminar los límites de grano y los poros perpendiculares al eje de tensiones en las aleaciones fundidas, en los últimos años se ha desarrollado la tecnología de cristalización direccional. En este proceso, los granos crecen a lo largo de la dirección cristalográfica durante la solidificación de la aleación para obtener cristales columnares paralelos sin límites de grano laterales. La condición principal del proceso para lograr la cristalización direccional es establecer y mantener un gradiente de temperatura axial suficientemente grande y buenas condiciones de disipación de calor axial entre el líquido y el sólido. Además, para eliminar todos los límites de grano, es necesario estudiar el proceso de fabricación de palas monocristalinas.
3. Proceso de pulvimetalurgia
El proceso de pulvimetalurgia se utiliza principalmente para producir aleaciones de alta temperatura reforzadas por precipitación y reforzadas por dispersión de óxido. Este proceso puede hacer que las aleaciones fundidas a alta temperatura que no pueden deformarse obtengan generalmente plasticidad o incluso superplasticidad.
4. Proceso de mejora de la resistencia
(1) Fortalecimiento con solución sólida
Elementos añadidos (como cromo, tungsteno, molibdeno, etc.) y tamaño atómico. del metal base La diferencia causará una distorsión reticular del metal base. Agregar elementos que pueden reducir la energía de falla de apilamiento de la matriz de aleación (como cobalto) y elementos aditivos (como tungsteno, molibdeno, etc.) puede disminuir la velocidad de difusión de los elementos de la matriz, fortaleciendo así la matriz.
⑵Fortalecimiento por precipitación
A través del tratamiento de envejecimiento, la segunda fase (γ′, γ″, carburo, etc.) se precipita de la solución sólida sobresaturada para fortalecer la fase γ′. Tiene la misma estructura cúbica centrada en las caras que la matriz y la constante de red es cercana a la de la matriz. Por lo tanto, la fase γ′ puede precipitarse uniformemente en la matriz en forma de partículas finas, lo que dificulta el movimiento de dislocación y tiene. Papel de fortalecimiento significativo La fase γ' es un compuesto intermetálico A3B, donde A representa níquel y cobalto, B representa aluminio, titanio, niobio, tantalio, vanadio y tungsteno, y cromo, molibdeno y hierro pueden ser tanto A como B. aleaciones a base de níquel La fase γ′ típica es Ni3 (Al, Ti) El efecto de fortalecimiento de la fase γ′ se puede mejorar de las siguientes maneras:
①Aumentar el número de fases γ′;
(2) Hacer que la fase γ' tenga un desajuste apropiado con la matriz para obtener el efecto de fortalecimiento de la distorsión de la red;
(3) Agregar elementos como niobio y tantalio para aumentar el efecto anti- energía límite de dominio de fase de la fase γ', para mejorar su resistencia al corte por dislocación;
④Agregue elementos como cobalto, tungsteno y molibdeno para mejorar la resistencia de la fase γ′. una estructura cúbica centrada en el cuerpo y su composición es Ni3Nb. Debido al gran desajuste entre la fase γ" y la matriz, puede causar un mayor grado de distorsión de la red, permitiendo que la aleación obtenga un mayor límite elástico. Sin embargo, por encima de 700°C, el efecto de refuerzo se reduce significativamente. Las aleaciones a base de alta temperatura generalmente no contienen fase γ, sino que están reforzadas con carburos