니켈계 초합금 소재 연구 진행
지난 반세기 동안 중국은 전력, 운송, 항공, 항공우주 및 기타 산업의 증가하는 요구를 충족하기 위해 많은 니켈 기반 초합금 시스템을 개발하고 형성했습니다. 특히, 니켈 기반 초합금의 개발로 중국 항공우주 엔진의 성능이 크게 향상되었습니다. 개선에 크게 기여했습니다. 본 논문에서는 니켈기 초합금의 개발 역사를 간략하게 소개하고, 최근 니켈기 초합금의 연구 진행 상황을 검토하며, 니켈기 초합금의 응용 및 개발 동향에 대해 논의합니다.
소개
현대식 가스 터빈 엔진 재료의 50% 이상이 고온 합금을 사용하며, 그 중 니켈 기반 고온 합금의 양이 엔진 재료의 약 40%를 차지합니다. 니켈 기반 합금은 중온 및 고온에서 탁월한 종합 특성을 갖습니다. 장기간 고온에서 작업하는 데 적합하며 부식과 마모에 저항할 수 있습니다. 초합금은 가장 복잡하고 고온 부품에 널리 사용되며 모든 초합금 중에서 많은 야금학적 특성을 가지고 있습니다. 근로자에게 가장 큰 관심을 끄는 합금. 니켈 기반 고온 합금은 항공기 엔진 작업 블레이드, 터빈 디스크, 연소실 등과 같은 항공 우주 분야에서 950~1050도에서 작동하는 구조 부품에 주로 사용됩니다. 따라서 니켈 기반 초합금에 대한 연구가 매우 중요합니다. 우리나라 항공우주산업 발전에 중요한 의미를 지닌다.
1. 개요
니켈계 고온 합금은 니켈을 모체(일반적으로 함량 50% 이상)로 사용하는 고온 합금으로 650~1000도 범위에서 강도가 높고 산화 및 가스 부식에 대한 저항성이 우수합니다. Cr20Ni80 합금을 기반으로 개발되었습니다. 1000도 전후의 고온 열강도(고온 강도, 크리프 저항, 고온 피로 강도)와 가스 매체의 산화 방지 및 부식 방지 요구 사항을 충족하기 위해 다수의 보강재가 추가되었습니다. . W, Mo, Ti, Al, Nb, Co 등과 같은 요소는 우수한 고온 성능을 보장합니다. 고용 강화 외에도 초합금은 Al, Ti 등과 Ni로 형성된 금속간 화합물'상(Ni3Al 또는 Ni3Ti 등)의 석출 강화, 일부 미세하고 안정적인 MC, M23C6의 입계 분산 강화에도 의존합니다. 탄화물과 B, Zr, Re 등이 결정입계를 정화하고 강화하는 역할을 한다. Cr을 첨가하는 목적은 고온 합금의 항산화 및 고온 내식성을 더욱 향상시키는 것입니다. 니켈 기반 초합금은 우수한 종합 특성을 갖고 있으며 항공우주, 자동차, 통신 및 전자 산업 분야에서 널리 사용됩니다. 니켈 기반 합금의 잠재적 특성을 탐구하면서 연구자들은 성능에 대한 더 높은 요구 사항을 제시했습니다. 국내외 학자들은 등온 단조, 압출 변형, 클래딩 변형 등과 같은 니켈 기반 합금의 새로운 가공 기술을 개발했습니다.
2. 니켈기 초합금의 개발 이력
니켈 기반 초합금은 초합금 전체 분야에서 특히 중요한 위치를 차지합니다. 개발 및 사용은 1930년대 후반에 시작되었으며, 제트 항공기의 출현으로 인해 초합금의 성능에 대한 요구 사항이 높아지는 배경에서 개발되었습니다. . 영국에서는 1941년에 니켈 기반 합금 Nimonic75(Ni-20Cr-0.4Ti)를 처음 생산했습니다. 크리프 강도를 향상시키기 위해 알루미늄을 추가하여 Nimonic80(Ni{{9} }Cr-2.5Ti-1.3Al). 1940년대 중반 미국, 1940년대 후반 소련, 1940년대 중반 중국도 니켈 기반 초합금을 개발했습니다.
니켈 기반 내열 합금 개발에는 합금 구성 개선과 생산 공정 혁신이라는 두 가지 측면이 포함됩니다. 1950년대 초 진공 제련 기술의 발전으로 알루미늄과 티타늄 함량이 높은 니켈 기반 합금을 정제할 수 있는 조건이 마련되었습니다. 1950년대 후반에는 투자 정밀 주조 기술을 사용하여 고온 강도가 우수한 일련의 주조 합금을 개발했습니다. 1960년대 중기적으로 더 나은 성능을 지닌 방향성 결정화 및 단결정 초합금과 분말 야금 초합금이 개발되었습니다. 선박 및 산업용 가스 터빈의 요구를 충족시키기 위해 1960년대부터 열간 내식성이 우수하고 구조가 안정적인 다수의 고크롬 니켈 기반 고크롬 니켈 기반 합금이 개발되었습니다. 합금. 1940년대 초반부터 1970년대 후반까지 약 40년 동안 니켈 기반 합금의 작동 온도는 700도에서 1100도로 증가했으며, 연간 평균 약 10도씩 증가했습니다.
