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Thermo-Span低热膨胀合金Fe-Co-Ni铁钴镍基高温合金化学成分 Thermo-Span低热膨胀合金Fe-Co-Ni铁钴镍基高温合金化学成分 Thermo-Span低热膨胀合金Fe-Co-Ni铁钴镍基高温合金化学成分

Thermo-Span低热膨胀合金Fe-Co-Ni铁钴镍基高温合金化学成分

Thermo-Span合金是一种具有较低热膨胀系数的Fe-Co-Ni基高温合金,与其他低膨胀高温合金相比,由于加入了5.5% 的Cr,合金具有较好的高温抗氧化性,同时保持较高的力学性能和热疲劳性能,合金的工作温度达到650℃,用于制造隔热环等薄壁静止结构部件,可以减少涡轮发动机转动和静止部件间的间隙,降低发动机的重量和成本,进一步提高航空发动机的燃油效率,在航空航天业得到了广泛的实际应用。
Thermo-Span合金是一种具有较低热膨胀系数的Fe-Co-Ni基高温合金,与其他低膨胀高温合金相比,由于加入了5.5% 的Cr,合金具有较好的高温抗氧化性,同时保持较高的力学性能和热疲劳性能,合金的工作温度达到650℃,用于制造隔热环等薄壁静止结构部件,可以减少涡轮发动机转动和静止部件间的间隙,降低发动机的重量和成本,进一步提高航空发动机的燃油效率,在航空航天业得到了广泛的实际应用。较高的Cr使合金具有较好的抗高温氧化性能,但合金的热膨胀系数相对偏高,改型合金通过适当降低Cr含量,提高Al含量并添加了微量B的方法降低了合金的热膨胀系数,使合金的热膨胀系数与GH909相当,Cr、Al联合作用仍能使合金保持与标准合金相当的抗氧化性能,力学性能保持较高的水平。合金长期在高温环境下工作,其组织的稳定性及其力学性能的变化对发动机的安全、性能及发动机的寿命均有重要的影响,本文研究了高温长期时效过程中,改型合金组织与性能的变化及其对性能的影响,并与标准合金进行对比,为改型合金的应用提供实验依据。采用真空感应炉用相同的工艺冶炼2炉10kg的合金锭。改型合金保持标准合金其他元素含量不变,Cr含量由5.5% 降低到3.0%,Al含量由0.45增加到1.5%,并加入了0.5%B。铸锭经1160℃×20h均匀化处理后,采用相同的锻造工艺,控制相同的锻造条件,锻成16mm×16mm的方料,并对棒进行标准热处理1093℃×1h,空冷,720℃×8h,以55℃/h炉冷至620℃,620℃×8h,空冷。热处理后的试样分别在650和680℃保温1000h,空冷,测试时效1000h后合金在650℃/600 MPa和680℃/600MPa的持久性能。扫描电镜观察合金650℃和680℃长期时效过程中的组织演变,分析合金时效1000h后650℃/600MPa持久断口形貌。试验结果表明:1合金在650℃时效1000h后,标准合金组织发生粗化,改型合金组织无显著变化,改型合金在650℃具有更高的组织热稳定性2合金在650℃时效1000h后,合金650℃/600MPa持久性能均有所降低,而改型合金的降低幅度小,持久寿命比标准合金高109h3合金在680℃时效500h时,标准合金组织发生明显粗化,改型Thermo-Span组织无显著变化,时效1000h时,标准合金的组织已完全粗化,晶内和晶界Laves析出相沿垂直方向长大,形成魏氏组织,大大降低合金的持久性能,而改型合金只有局部发生了粗化现象,且粗化不明显,其持久性能是标准合金的5倍。
Thermo-Span® Alloy
Type Analysis
Single figures are nominal except where noted.
Carbon (Maximum) 0.05 % Manganese (Maximum) 0.50 %
Phosphorus (Maximum) 0.015 % Sulfur (Maximum) 0.015 %
Silicon 0.20 to 0.30 % Chromium 5.00 to 6.00 %
Nickel 23.50 to 25.50 % Copper (Maximum) 0.50 %
Cobalt 28.00 to 30.00 % Titanium 0.70 to 1.00 %
Columbium/Niobium 4.50 to 5.20 % Aluminum 0.30 to 0.60 %
Boron (Maximum) 0.010 % Iron Balance  
 
General Information
Description

Thermo-Span® alloy is a precipitation hardenable superalloy which exhibits a low coefficient of thermal expansion over a broad temperature range, high tensile and rupture strengths, and good thermal fatigue resistance.

This alloy offers a significant improvement in environmental resistance over Pyromet® alloys CTX-1, CTX-3, and CTX-909 due to the addition of chromium.

The alloy also possesses and excellent combination of tensile properties and stress rupture strength in the recrystallized condition with the use of common solution and age hardening treatments.

Unlike the CTX-family of alloys, the use of specific braze-cycle age hardening treatments is not required for ThermoSpan alloy due to the higher solution treating temperature.

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