1.高溫合金的定義:高溫合金是指以鐵、鎳、鈷為基,能在600℃以上的高溫及一定盈利作用下長期工作的一類金屬材料。
2.高溫合金的命名方法:
變形高溫合金以“GH”加4位阿拉伯?dāng)?shù)字表示。前綴后第一位數(shù)字表分類號,1、2表鐵基或鐵鎳基,3、4表鎳基,5、6表鈷基;1、3、5表固溶強(qiáng)化型合金,2、4、6表時(shí)效沉淀型合金。前綴后的第2、3、4位表合金編號。
鑄造高溫合金以“K”加3位阿拉伯?dāng)?shù)字表示。前綴后第一位數(shù)字表分類號,含義與變形合金相同,第2、3位表合金編號。
粉末高溫合金以“FGH”加阿拉伯?dāng)?shù)字表示。
3.高溫合金主要用于四大熱端部件:導(dǎo)向器、渦輪葉片、渦輪盤、燃燒室。
4.常見的高溫合金基體有哪幾種? 鐵基 鎳基 鈷基
5.高溫合金的固溶強(qiáng)化機(jī)制:固溶度小的合金元素較之固溶度大的合金元素,會產(chǎn)生更強(qiáng)烈的固溶強(qiáng)化作用,但其溶解度小卻又限制其加入量。
6.合金元素的固溶強(qiáng)化能力排序:Cr<Mo<W<V<Nb<Ta<Al<Ti<Be
7.影響蠕變的重要因素:層錯(cuò)能
8.合金元素對層錯(cuò)能的影響規(guī)律:合金元素對鎳的層錯(cuò)能的影響按下列次序遞減:W Ti Cr Co Cu Fe。對于奧氏體鐵,合金元素對層錯(cuò)能的影響也很顯著,低層錯(cuò)能合金的高溫強(qiáng)度較高。
9.第二相強(qiáng)化的本質(zhì):第二相質(zhì)點(diǎn)與位錯(cuò)的交互作用是合金第二相強(qiáng)化的本質(zhì)。
10.第二相強(qiáng)化機(jī)制:第二相質(zhì)點(diǎn)強(qiáng)化是由兩個(gè)相晶格錯(cuò)配產(chǎn)生的彈性應(yīng)力場對位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)施加的阻力,其作用完全與固溶強(qiáng)化中由溶質(zhì)原子尺寸不同引起的彈性應(yīng)力場的作用相似。
11.高溫合金γ‘是如何強(qiáng)化其性能的?
γ’相本身既有較好的強(qiáng)度又是可以產(chǎn)與變形的,不會由于吸出大量γ‘或存在 大塊γ’相而造成嚴(yán)重的脆性。所以使得γ‘相成為高溫合金的主要強(qiáng)化相。
12.碳化物時(shí)效強(qiáng)化的條件?
1)具有高溫下可以溶解和低溫下析出的可能性。2)碳化物的結(jié)構(gòu)與奧氏體基體相似,具有均勻析出的條件。3)作為主要強(qiáng)化相的碳化物必須要一定的穩(wěn)定性。
13.Mg的晶界強(qiáng)化作用機(jī)制是什么?
1)鎂強(qiáng)烈偏析于晶界及相界,甚至在相界都有一個(gè)很薄得偏析層,并且這種偏析是平衡偏析。2)適量的鎂可改善晶界第二相形態(tài),從而強(qiáng)化晶界。3)鎂強(qiáng)烈提高晶界的性能。
14.晶界及晶粒對高溫合金強(qiáng)化的影響?
對于變形合金,隨著固溶溫度升高,晶粒長大,在一定的厚度比之下蠕變速率隨晶粒長大而減小,在一定固溶溫度下,隨厚度比增加蠕變斷裂時(shí)間增長。但對于鑄造合金,只要厚度比一定,晶粒在2-7mm之間,都可獲得相似的性能。
15.什么是TCP相?TCP相通常以哪三種方式影響力學(xué)性能?
把σ、μ、laves相等脆性相,稱為TCP相。
1)形態(tài),長針狀或薄片狀的TCP相,一般是裂紋發(fā)源地和迅速擴(kuò)展的通道;2)分布,TCP大量析出于晶界,形成脆性薄膜包圍晶粒,使裂紋易于沿晶產(chǎn)生和擴(kuò)展,使合金沿晶脆性斷裂,強(qiáng)度也降低;3)數(shù)量,當(dāng)TCP數(shù)量超過某一數(shù)值時(shí),不管形態(tài)和分布,由于存在,消耗大量固溶強(qiáng)化元素,削弱了基體強(qiáng)度,對塑性和韌性也不利。
16.如何提高高溫合金的韌性?
1)控制元素含量避免TCP相析出;2)加入適量有益微量元素;3)控制晶粒尺寸與形狀;4)提高合金純潔度。
17.高溫合金的熱處理工藝主要有:固溶處理,中間處理和時(shí)效處理
18.固溶處理的摸底是將碳化物相或粗大γ’強(qiáng)化相盡量溶入基體中以得到單相組織,給以后的時(shí)效沉淀析出均勻細(xì)小的強(qiáng)化相做準(zhǔn)備。
中間處理的目的:是使高溫合金晶界析出一定量的各種碳化物相和硼化物相。
時(shí)效處理的目的:是在合金基體中析出一定數(shù)量和大小的強(qiáng)化相,以達(dá)到合金最大的強(qiáng)化效果。
19.定向凝固高溫合金的熱處理工藝通常采用固溶熱處理來獲得最佳性能。
20.單晶高溫合金的熱處理工藝全部采用完全固溶熱處理。
21.為什么又對高溫合金進(jìn)行退火熱處理?有那幾種退火工藝?
主要是為了降低材料硬度,提高塑韌性,也稱軟化熱處理。分應(yīng)力消除處理和再結(jié)晶退火處理
22.用于擴(kuò)散脫氧的脫氧劑?沉淀脫氧的脫氧劑?
用于擴(kuò)散脫氧的脫氧劑有鋁粉、矽鈣粉,用于沉淀脫氧的脫氧劑有矽鈣塊、金屬鈣、鋁鋇合金、鋁塊等。
23.高溫合金感應(yīng)熔煉的特點(diǎn)?如何裝涂?
特點(diǎn):(1)感應(yīng)爐采用電磁感應(yīng)加熱來溶化金屬,在冶煉過程中不會增碳,因而可以冶煉含碳量很低的合金。
(2)由于沒有電弧爐那樣的高溫區(qū),金屬吸氣的可能性小,熔煉出的合金含氣量低。
(3)感應(yīng)爐電磁攪拌作用,使冶煉過程中化學(xué)成分和溫度均勻,并且能夠精確調(diào)整和控制溫度,保證操作穩(wěn)定性。
(4)由于感應(yīng)爐單位質(zhì)量金屬的液面面積較電弧爐小,而且沒有電弧爐的局部高溫區(qū),為減少Al,Ti等易氧化元素的燒損創(chuàng)造了條件。
24.高溫合金有哪幾種常見的鑄造工藝?
有熔模精密鑄造、定向凝固及單晶鑄造、細(xì)晶鑄造、噴涂鑄造
25.高溫合金定向凝固滿足的條件?
(1)在整個(gè)凝固過程中,鑄件的固-液相界面上的熱流應(yīng)保持單一方向流動(dòng),使成長晶體的凝固界面沿一個(gè)方向推進(jìn)。
(2)結(jié)晶前沿區(qū)域內(nèi)必須維持正常溫度梯度,以阻止其他新晶核的形成。
26.單晶高溫合金的優(yōu)點(diǎn)。
彈性模量小從而熱疲勞性能成倍提高,蠕變強(qiáng)度及持久性能高
27.高溫合金化特征
合金液-固相線溫度明顯降低、合金基體再結(jié)晶溫度提高,熱擴(kuò)散系數(shù)降低、熱變形抗力增加,塑形降低
28.粉末高溫合金的優(yōu)點(diǎn)
(1)粉末顆粒細(xì)小凝固速度快,消除了合金元素的偏析,改善了合金的熱加工性
(2)合金的組織均勻性能穩(wěn)定,使材料的使用可靠性大大提高
(3)粉末高溫合金具有細(xì)小的晶粒組織,顯著提高了中低溫強(qiáng)度和抗疲勞性能
(4)粉末高溫合金可以進(jìn)行超塑性加工,提高材料的利用率,節(jié)約原材料
29.制備粉末的工藝有幾種?
氣體霧化法、旋轉(zhuǎn)電極法、真空霧化法、
30.粉末固實(shí)技術(shù)有幾種?
真空熱壓、熱等靜電、熱擠壓、鍛造等
31.高溫合金民用主要用于哪幾個(gè)方面?
能源動(dòng)力、交通運(yùn)輸、石油化工、冶金礦山、玻璃建材等諸多工業(yè)部門
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標(biāo)簽: 高溫合金, 常見基體, 固溶強(qiáng)化機(jī)制

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