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高溫合金:應用與主要成分

2024-11-19

高溫合金(亦稱超合金)因其卓越的耐高溫性能、機械強度和耐腐蝕性,在多個苛刻的工業領域中起著至關重要的作用。這些合金被廣泛應用于航空航天、能源、海洋工程及化工行業,用于在極端環境下運行的關鍵部件。

高溫合金的應用

燃氣輪機

高溫合金是燃氣輪機(用于發電和噴氣發動機)的重要材料。渦輪盤、渦輪葉片和導向葉片等部件依賴這些合金在高溫條件下維持結構完整性和性能穩定性。

能源與石油工業

在石油鉆探和海洋工程中,這些材料被用于冷凝器、過熱器管及在高壓和高溫環境下運行的零部件。

化工與紡織行業

高溫合金具有優異的抗氧化性和耐腐蝕性,非常適合用于化工設備中的噴嘴管、整體葉輪以及紡織制造中的機械部件。

汽車與工業機械

高溫合金應用于柴油發動機、內燃機及其他機械部件,確保其在腐蝕性和高溫條件下的耐久性。

鑄造超合金

鑄造超合金被用于制造復雜且高耐用性的部件,例如整體葉輪、模具以及抗氧化部件,滿足高溫應用的需求。


高溫合金的等級與化學成分

新舊等級對比

以下表格列出了幾種高溫合金的等級及其主要化學成分:

新等級

原等級

Cr (%)

Ni (%)

W (%)

Mo (%)

Al (%)

Ti (%)

Fe (余量)

Nb (%)

GH015

GH15

19.0–22.0

34.0–39.0

4.8–5.8

2.5–3.2

-

-

余量

1.0–1.6

GH016

GH16

19.0–22.0

32.0–36.0

5.0–6.0

2.6–3.3

-

-

余量

0.9–1.4

GH035

GH35

20.0–23.0

35.0–40.0

2.5–3.5

-

≤0.50

0.7–1.2

余量

1.2–1.7

GH2130

GH130

12.0–16.0

35.0–40.0

5.0–6.5

-

1.4–2.2

2.4–3.2

余量

-

GH4169

GH169

17.0–21.0

50.0–55.0

-

2.8–3.3

0.2–0.6

0.65–1.15

余量

4.75–5.5


合金元素及其作用

(Cr) 提供耐腐蝕性和抗氧化性。

(Ni) 增強高溫強度和穩定性。

(Mo) 和鎢 (W) 提高抗蠕變性能。

(Al) 和鈦 (Ti) 增強抗氧化性和沉淀硬化能力。

(Nb) 通過形成碳化物和氮化物相提高合金強度。


結論

高溫合金在現代工業中不可或缺,能夠滿足在極端條件下運行的材料需求。這些合金通過精心設計的成分,確保其在各種應用中的性能表現。從燃氣輪機到化工設備,再到海洋工程,高溫合金以無與倫比的可靠性成為先進工程解決方案的基石。