钴基合金和镍基合金的对比分析.doc

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1、钻基合金和镍基合金的对比、热稳定性钻基高温合金被选择为航空材料的重要原因之一是其具有优良的热稳定性。钻基高温合金与镍基高温合金相比， 具有更好的热稳定性。下面为一组典型的钻基高温合金与镍基高温合金在热稳定性能上的对比数据:牌号熔点/ c线膨胀系数（20-900 C）/ c-1热导率/W/ (mC)GH605（钻基合金）1330-1410-616.3 x 1027.0GH4169镍基合金）1260-132018.4 X10-616.3由数据可见，钻基合金具有更高的熔点和热导率，加热后热膨胀量较小。在热稳定性上具有优势。二、强度在常温下，GH605（钻基合金）与GH4169（镍基合金）力学性能见下

2、表:牌号抗拉强度/MPa延伸率GH605（钻基合金）棒料89030%GH4169（镍基合金）棒料128012%由此可见，在常温下 GH605强度略低，但延伸率较大。GH4169的高强度带 来了巨大的脆性，在有冲击的位置需谨慎使用。在高温下，两种材料强度如下：牌号650 C时抗拉强度/MPa900 C时抗拉强度/MPaGH605（钻基合金）棒料700255GH4169（镍基合金）棒料860无法使用从高温强度来看650C时，GH4169虽度较高，但脆性也大，在有冲击的场合 下使用容易发生断裂。当温度上升到 900C（某些发动机的工作温度）时，镍基 高温合金已无法使用，而钻基高温合金仍然具有一定的强

3、度。三、刚度所谓刚度即为材料抵抗变形的能力。通过一组数据来反映钻基高温合金与镍 基高温合金的刚度上的差异。牌号常温下弹性模量/GPa650 C时弹性模量/GPa980C时弹性模量 /GPaGH60（钻基合金）棒料231181160GH4169（镍基合金）棒料204146不能使用从表格数据可看，镍基合金在各个温度区间刚度都低于钻基合金，且温度高于700C,镍基合金已无法使用。四、钻基高温合金具有良好的抗氧化性钻基高温合金拥有非常好的抗高温氧化能力，下表为GH605棒料（棒料直径 为6.3512.7mm）在高温下的抗氧化性能指标。氧化条件氧化深度/ （mm单边）温度/ C时间/h8505000.0

4、059505000.01010005000.0251000100000.051可见钻基高温合金抵抗高温氧化的能力卓越，可以在1000C左右的环境中连续使用。五、钻基高温合金具有优良的耐腐蚀能力GH605合金与GH3536等几种合金板材，在燃气速度为 4m/s，燃烧空气中含5-6或5-5海盐、N0.2号燃油（含0.3%0.45%硫），空气-油比例为30:1，试验中 试样旋转，每隔1h试样从900C用冷空气吹冷至260C以下，如此在燃烧装置中循环试验 200h 后的动态热腐蚀试验结果见下图：单面金属损失成受损伤的金属 /mm其中，金属损失=受损伤的金属+最大氧化深度。图中GH3536 GH3625

5、匀为 镍基合金，而GH605为钻基合金，由图可以看出，GH605的金属损失部分明显小 于其他两种镍基合金。六、工艺性对比1 、热处理两种高温合金均需要进行热处理， 均采用固溶处理 +时效处理的热处理制度， 热处理工艺复杂程度相同。2 、焊接性两种高温合金都具有良好的焊接性， 在刷封焊接时，热量容易积累导致变形， 建议采用钻基材料，热导率高，热传导能力强，膨胀系数小，变形量小，焊接融 合力度更好。3 、车削加工都可以进行满意的车削加工。 两种高温合金都具备良好的工艺性。综上所述，我司选用性能更加卓越的钻基高温合金作为材料， 保证产品的使 用效果和寿命。钻基合金和镍基合金性能的对比匕匕 厶冃 性金

6、合00 温HH 高 G基钻金9 合 6 温 高3H 基论 结热稳定性/占点( 熔- /6-OX481热W/O22.361常温力学性能度 a 强 P 拥/MO8214但 皿使 H ，刖慎G高7有谨弔 下较位05合片 温度创HH场 常强月G的%33高温力学性能700稍高已 而有 时収级金，仍度 c00合用金强 554W99代呱出定 6-I4,B法基552用 不刚度量牡pa wt/G1322J 9 二 4 彳 者 6 各度41以员5ftGHo06E卯 O 卜 C0C1 cfiHH度于 7HH G 温好且 G4性pa 弹/G 00*/1814614性pa 弹/G 00*/661用 不高温 氧 化800

7、C，500h氧化深度0.005mm-GH605在高温下有良好的抗氧化能力950C，500h氧化深度0.010mm1000C，500h氧化深度0.025mm1000C,10000h氧化深度0.051mm耐蚀性GH3536GH3625GH605 在含硫燃油燃 气中900C腐蚀200h试验数据钻基合金耐蚀性优于镍基合金结论钻基合金使用存在以下优势：1、钻基材料硬度远低于汽轮机转子硬度， 产生接触时不会对转子造成损伤，安全性能高。2、钻基合金具有更高的熔点和热导率，加热后热膨胀量较小。在热稳定性上具有优势。3、在常温下钻基合金强度略低，但延伸率较大。镍基合金的高强度带来了巨大的脆性， 在有冲击的位 置需谨慎使用。4、钻基高温合金抵抗高温氧化的能力卓越，可以再 1000r左右 的环境中连续使用，且钻基的耐腐蚀性要远优于镍基合金。综上所述，结合国内汽轮机的实际运行条件， 从安全行、材料性能等方面综合考虑汽轮机刷式密封改造时刷丝材料优选钻基合金