[拼音]：gaowen cailiao

[外文]：high-temperature material

在 550°C以上溫度條件下能承受一定應力并具有抗氧化和抗熱腐蝕能力的材料，適用于制造航空發(fā)動機和火箭發(fā)動機的重要承力結構件。高溫材料包括高溫合金、彌散強化合金、難熔合金、金屬纖維增強高溫復合材料和陶瓷材料等。

高溫合金

又稱超合金，使用溫度范圍為550～1100°C。英國于40年代最早研制成鎳基合金尼蒙尼克75，用作燃氣渦輪發(fā)動機的渦輪葉片材料。1945～1975年，高溫合金有了很大發(fā)展，渦輪進口溫度平均每年提高15°C（渦輪前溫度每提高100°C，能使發(fā)動機推力增加15％）。隨著合金化程度的提高，高溫合金的鍛壓變形愈加困難，因此鑄造合金逐漸得到發(fā)展和應用。鎳基鑄造合金的高溫強度高，組織比較穩(wěn)定，熱疲勞性能好，是制造渦輪工作葉片和導向葉片的理想材料。從60年代初發(fā)展定向凝固鑄造渦輪葉片以來，由于消除了垂直于應力方向的橫向晶界，葉片的熱疲勞壽命提高大約8倍，蠕變斷裂壽命提高2倍多，塑性提高4倍。 定向凝固單晶渦輪葉片則完全消除了晶界，與普通鑄造渦輪葉片相比，工作溫度提高近100°C。

彌散強化合金

在金屬和合金粉末中添加少量的難熔氧化物（如氧化釔等），通過高能磨球作用使其機械合金化，以獲得含有彌散細小氧化物質點的高溫合金粉末，再經壓制、燒結、擠壓或軋制成棒材或板材，經焊接、熱處理、機械加工即可制成燃燒室或渦輪葉片。與普通高溫合金相比，彌散強化合金在 850以下時主要靠金屬間化合物如鎳₃（鋁、鈦）起強化作用，具有高溫合金的特性；而在850°C以上時，彌散細小的氧化物十分穩(wěn)定，因彌散強化作用在1200°C以下的拉伸強度變化不大，并具有較高的持久強度和疲勞強度以及抗氧化和抗熱腐蝕的能力，可用于制造在1100°C下使用的渦輪葉片和在1200°C下使用的導向葉片。

難熔合金

以難熔金屬鎢、鉬、鉭、鈮為基體，添加固溶強化元素形成以碳化物沉淀相和熱加工方式強化的高溫材料。它的熔點和高溫強度大大超過高溫合金和彌散強化合金，鎢-鉬和鈮-鎢-鉭合金在1316°C時的拉伸強度分別達到 510和 210兆帕（約51和21公斤/毫米²）。鉬合金在1093°C時的拉伸強度也能達到 490兆帕（約49公斤/毫米²），都是制造航空燃氣渦輪發(fā)動機渦輪葉片、導向葉片和燃燒室的優(yōu)良材料。缺點是受高溫空氣侵蝕時極易脆化，須在涂層的保護下使用。鈮合金已被用于制造短時間工作的火箭發(fā)動機燃燒室和噴管，也有用鉭制造這類高溫部件的。用鎢合金絲或鎢纖維增強高溫合金制成高溫復合材料，可以彌補難熔合金的缺點，用作先進燃氣渦輪發(fā)動機的渦輪葉片。

陶瓷材料

用碳化硅、氮化硅、氧化鋁和氧化鋯等制作的陶瓷材料，可用于制造高溫燃氣渦輪葉片。它能承受的溫度超過1370°C，高溫強度高，在1204°C時的拉伸強度已達到700兆帕（約70公斤/毫米²），比重只有高溫合金的 1/2左右。它具有優(yōu)異的抗氧化和抗熱沖擊性能，主要缺點是沖擊強度低，抗燃氣熱沖刷性能差，內應力不易消除，產生裂紋后容易斷裂。如用金屬纖維增強陶瓷制成復合材料，即可有效地克服陶瓷材料的脆性，滿足燃氣渦輪零件的要求。

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