高温合金材料研发取得新进展
2026-04-13 10:18
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维度网讯,在航空发动机及超超临界火力发电等高温作业场景中,研发高性能高温合金是提升能源转换效率的关键。近期,科研团队针对镍基、铁基及钛铝基等多种合金体系开展了深入研究,旨在通过优化冶金参数提升材料在极端工况下的强度、组织稳定性与抗腐蚀性能。

研究重点探讨了含B2-(Fe,Ni)Al析出相的合金演变。实验数据显示,通过调整Al与Cr的含量,可以在铁素体基体中获得纳米级近立方状的弥散强化相。例如,Fe-16Ni-9Al-5Cr合金在经过固溶与时效处理后,析出相尺寸可控制在180nm至500nm之间,有效提升了基体的力学表现。同时,氧化物弥散强化(ODS)铁素体钢的研发也取得突破,通过机械合金化工艺,将纳米级Y₂O₃颗粒均匀引入高温合金晶粒内部,解决了传统析出相在高温下易粗化导致强度下降的问题。

针对钛铝(TiAl)基合金抗氧化性不足的难题,研究人员开发了包埋渗铝工艺,在材料表面形成连续的TiAl₃防护涂层。测试表明,添加微量元素Zr、Nb、Cr及Y能显著改善涂层韧性,并抑制高温下的元素互扩散现象。在1100℃的循环氧化测试中,涂层试样的氧化膜结合牢固,有效阻止了非保护性TiO₂的快速生长。这种针对高温合金的表面改性技术,为其在航空发动机热端部件替代部分镍基材料奠定了基础。

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