3 k$ ]1 Z5 E$ r+ r3 C+ X+ H- g: x. j/ |% b
/ x- i, ^% d7 d" p5 X( J, X3 S以目前的技術(shù)而言,，要實(shí)現(xiàn)燃?xì)廨啓C(jī)效率最大化，必須提高溫度�,，F(xiàn)代燃?xì)廨啓C(jī)的熱效率已達(dá)到42%以上,，是最高效,、最清潔的動(dòng)力設(shè)備,，然而要實(shí)現(xiàn)這樣的熱效率，燃?xì)廨啓C(jī)的最高溫度需要達(dá)到1500℃,，普通材料到了這個(gè)溫度，都已經(jīng)融化了,，所以科學(xué)家們希望能找到一種特別耐高溫的材料
最初,，科學(xué)家從自然界尋找耐高溫的金屬元素，鎳就是其中之一,，以鎳為基礎(chǔ)加上少量銅,、鐵、錫等元素形成的鎳基合金能承受幾百攝氏度的高溫,，想再提高溫度,，“天然”的找不到，只好“人造”了,。
渦輪葉片的對(duì)比：
![]()
5 P+ `, [+ u& A1 Q q
圖一 傳統(tǒng)鑄造渦輪葉片
![]()
* E5 ?& J* c; [0 T4 C: h8 L
圖二 定向結(jié)晶渦輪葉片
![]()
" n7 \! S, l; w% y Y' ^9 J1 v圖三 單晶渦輪葉片
singlecrystal blade,經(jīng)過(guò)了3代發(fā)展,。
第一代是：鎳基高溫合金
第二代是：定向晶界的多晶
第三代：正在研制的單晶
![]()
1 }1 O; C/ W& R% l: H+ v
晶體的世界，可能會(huì)顛覆你對(duì)生物與非生物的認(rèn)識(shí),，因?yàn)橛行┨厥庥猛镜木w是“長(zhǎng)出來(lái)的”,。
耐1100℃的鎳基合金單晶葉片，如何抵抗燃?xì)廨啓C(jī)內(nèi)最高1500℃的高溫,，這又是一場(chǎng)大戰(zhàn),。發(fā)現(xiàn)，在均勻分布的葉片之下,，有各種氣孔,，在高溫下這些氣孔能通過(guò)導(dǎo)入空氣形成冷風(fēng)，來(lái)有效降低葉片的表面溫度,。
![]()
) L! q J9 F& d5 b, o) T$ `+ P* n' V
單晶葉片指,，只有一個(gè)晶粒的鑄造葉片。定向結(jié)晶葉片消除了對(duì)空洞和裂紋敏感的橫向晶界,，使全部晶界平行于應(yīng)力軸方向,，從而改善了合金的使用性能。單晶葉片消除了全部晶界,，不必加入晶界強(qiáng)化元素,，使合金的初熔溫度相對(duì)升高，從而提高了合金的高溫強(qiáng)度,，并進(jìn)一步改善了合金的綜合性能,。單晶葉片整個(gè)鑄件由一個(gè)晶粒組成的鑄造高溫合金。這是繼定向凝固鑄造高溫合金之后，進(jìn)一步提高合金強(qiáng)度和使用溫度的一條途徑,。單晶葉片鑄件的理想組織是葉根,、葉身和葉冠，都由毫無(wú)缺陷的多相單晶體組成,。晶體取向應(yīng)是〈001〉方向,，并與葉片主應(yīng)力軸方向之間的偏離不應(yīng)大于10度。單晶鑄件可以用與定向凝固相同的設(shè)備和工藝制備,，與定向凝固鑄件的區(qū)別只在于在水冷底盤的上部加入選晶器或仔晶,，以便控制單一晶體進(jìn)入鑄件。簡(jiǎn)史初期的單晶鑄造高溫合金采用普通鑄造高溫合金成分,，在此情況下,，單晶鑄造高溫合金與定向凝固鑄造高溫合金相比，除了改善橫向強(qiáng)度和塑性外,，其他性能并無(wú)明顯改善,。20世紀(jì)70年代末，出現(xiàn)了去掉晶界強(qiáng)化(見(jiàn)高溫合金晶界強(qiáng)化)元素的單晶鑄造高溫合金,，如美國(guó)的PwAl480,、NASAIRl00。碳,、硼,、鋯、鉿等晶界強(qiáng)化元素去除后,，提高了合金的初熔溫度,，從而允許提高固溶處理溫度，獲得更細(xì)小,、彌散的Y’相(見(jiàn)高溫合金材料的金屬間化合物相),，使合金的潛力得到更充分發(fā)揮。經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展,，出現(xiàn)了20多種單晶鑄造高溫合金,。這些合金可以分為三代：第一代以PwAl480為代表，其承溫能力比最好的定向凝固鑄造高溫合金PwAl422有25℃的優(yōu)勢(shì),；第二代以PwAl484為代表,，比第一代又提高了25℃；正在研制的是第三代單晶合金,。
6 S+ n$ e9 L9 A" }6 a
發(fā)表于 2016-1-17 09:38:45
QQ好友和群
收藏
淘帖
問(wèn)題專業(yè)，描述清楚
伸手黨/灌水/看不懂
