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1、含铼单晶叶片的研究
在单晶的成分设计中,要兼顾合金性能和工艺性能,由于单晶中不存在晶界,并应用在较为苛刻的环境下,所以引入了某些具有特殊作用的合金元素。随着单晶合金的发展,合金的化学成分具有如下变化趋势:引入Re元素,引入Ru、Ir等铂族元素,增加难熔元素W、Mo、Re、Ta的含量;难熔元素的加入总量增加,C、B、Hf等元素从“完全去除”转为“限量使用”;降低Cr含量从而允许加入更多其他的合金化元素而保持组织稳定。
含铼单晶叶片大幅提升了其耐温能力及蠕变强度。以PW公司的PWA1484、RR的CMSX-4,GE公司的Rene′N5为代表的第二代单晶合金与第一代单晶合金相比,通过加入3%的铼元素、适当增大了钴和钼元素的含量,使其工作温度提高了30℃,持久强度与抗氧化腐蚀能力达到很好的平衡。
含铼单晶叶片是未来航空发动机涡轮叶片的趋势。单晶叶片由于其耐温能力、蠕变强度、热疲劳强度、抗氧化性能和抗腐蚀特性较定向凝固柱晶合金有了显著提高,从而很快得到了航空燃气涡轮发动机界的普遍认可,几乎所有先进航空发动机都采用了单晶合金用作涡轮叶片 [6] 。
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