高溫合金材料學(xué)（下冊(cè)）

前言

高溫合金自20世紀(jì)40年代問世以來，至今已有半個(gè)多世紀(jì)了。從成分設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝到工程應(yīng)用都已步入成熟階段。特別在工程應(yīng)用方面，不斷擴(kuò)大，使高溫合金有很強(qiáng)的生命力；在航空發(fā)動(dòng)機(jī)、航天推進(jìn)系統(tǒng)乃至工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)和艦艇動(dòng)力等方面都離不開高溫合金，如在先進(jìn)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)中高溫合金所占比重高達(dá)60％；在工業(yè)領(lǐng)域仍在不斷擴(kuò)大，如深井采油，高溫高壓化工裝置都將需要不同性能的高溫合金。因此，高溫合金產(chǎn)業(yè)在一定程度上反映一個(gè)國(guó)家的國(guó)防力量和工業(yè)水平。我國(guó)高溫合金的生產(chǎn)始于1956年。隨之在工業(yè)界、中國(guó)科學(xué)院和高等院校便開展了高溫合金的研究與開發(fā)和人才培養(yǎng)。50多年來，我國(guó)生產(chǎn)過的高溫合金牌號(hào)約200個(gè)，繼美、英等國(guó)之后形成了自己的高溫合金體系。郭建亭研究員是我國(guó)首批高溫合金專業(yè)畢業(yè)生，1962年畢業(yè)于北京鋼鐵學(xué)院（現(xiàn)北京科技大學(xué)）。畢業(yè)后即加入了中國(guó)科學(xué)院金屬研究所高溫合金研發(fā)集體。當(dāng)時(shí)正值推廣自行研制的鐵基高溫合金808（GH2135），郭建亭加入了、這一團(tuán)隊(duì)后，從合金冶煉、加工成形直到實(shí)際應(yīng)用開展了大量工作，為合金的產(chǎn)業(yè)化深入現(xiàn)場(chǎng)，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。與此同時(shí)，他還深入分析了含鎳40％的鐵基高溫合金相的形成規(guī)律，為鐵基高溫合金的成分設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。他分析了國(guó)際渦輪盤合金的現(xiàn)狀和發(fā)展方向，對(duì)我國(guó)渦輪盤合金的研究與開發(fā)有重要參考價(jià)值。他公開發(fā)表有關(guān)高溫合金的文章，在當(dāng)時(shí)也是不多見的。他從事變形鐵基高溫合金工作10余年后，又轉(zhuǎn)入鎳基和鈷基高溫合金的研究與開發(fā)，從多晶、定向凝固到單晶葉片的研制，為我國(guó)先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展，做出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

內(nèi)容概要

本書是作者在從事高溫合金研究和開發(fā)長(zhǎng)達(dá)45年并取得重大成果的基礎(chǔ)上，經(jīng)過總結(jié)、濃縮和提高，并充分吸取國(guó)內(nèi)外、特別是國(guó)內(nèi)高溫合金理論和實(shí)踐的創(chuàng)新結(jié)果，以學(xué)科系統(tǒng)為綱，以自己的研究成果為主線，經(jīng)過長(zhǎng)達(dá)5年多時(shí)間撰寫成的。    本書全面系統(tǒng)地介紹高溫合金的應(yīng)用基礎(chǔ)理論，制備工藝和工程應(yīng)用。高溫合金的應(yīng)用基礎(chǔ)理論(上冊(cè))包括高溫合金的強(qiáng)化與韌化，相變、析出相及其作用，蠕變、疲勞及其與環(huán)境交互作用，氧化、腐蝕與防護(hù)，合金成分確定與設(shè)計(jì)；高溫合金的制備工藝(中冊(cè))包括高溫合金的冶煉工藝，熱加工工藝，精密鑄造工藝，粉末冶金工藝，熱處理工藝，焊接工藝和機(jī)加工工藝；高溫合金的工程應(yīng)用(下冊(cè))包括變形和鑄造高溫合金，鐵基、鎳基和鈷基高溫合金，定向凝固高溫合金，粉末高溫合金，抗熱腐蝕高溫合金以及渦輪葉片、導(dǎo)向葉片、渦輪盤、燃燒室用高溫合金，航天和核工業(yè)用高溫合金以及民用高溫合金等。    本書可供從事高溫合金研究和開發(fā)的科技人員以及工程技術(shù)人員閱讀和參考，也可作為高等院校材料科學(xué)與工程專業(yè)的教師、研究生和高年級(jí)學(xué)生的教學(xué)參考書。

作者簡(jiǎn)介

郭建亭
    中國(guó)科學(xué)院金屬研究所研究員，中國(guó)科學(xué)院研究生院教授，博士生導(dǎo)師。男，漢族。1938年5月20日生于湖南省漢壽縣，1962年畢業(yè)于北京鋼鐵學(xué)院(現(xiàn)北京科技大學(xué))高溫合金專業(yè)，畢業(yè)后一直在中國(guó)科學(xué)院金屬研究所從事高溫結(jié)構(gòu)材料研究工作。1981年10月至1982年11月，以訪問教授身份在意大利國(guó)家科學(xué)技術(shù)委員會(huì)(CNR)米蘭特種金屬研究所(ITM)工作和進(jìn)修。長(zhǎng)期擔(dān)任高溫合金研究室副主任、主任達(dá)14年。現(xiàn)為課題負(fù)責(zé)人。主持國(guó)家重大項(xiàng)目。同時(shí)，兼任中國(guó)金屬學(xué)會(huì)高溫材料分會(huì)副理事長(zhǎng)，中國(guó)材料學(xué)會(huì)金屬間化合物和非晶分會(huì)副理事長(zhǎng)，金屬間化合物第一屆委員會(huì)主任委員。曾兼任蘭州大學(xué)客座教授，現(xiàn)為大連理工大學(xué)、昆明理工大學(xué)兼職教授。遼寧工業(yè)大學(xué)和沈陽(yáng)化工學(xué)院名譽(yù)教授。

書籍目錄

第十四篇  變形高溫合金和鑄造高溫合金第十五篇  鐵基、鎳基和鈷基高溫合金第十六篇  定向凝固高溫合金第十七篇  粉末高溫合金第十八篇  抗熱腐蝕高溫合金第十九篇  低偏析高溫合金第二十篇  特殊性質(zhì)的其他高溫合金第廿一篇  渦輪葉片用高溫合金第廿二篇  導(dǎo)向葉片用高溫合金第廿三篇  渦輪盤用高溫合金第廿四篇  燃燒室用高溫合金第廿五篇  壓氣機(jī)用高溫合金第廿六篇  渦輪機(jī)匣、渦輪軸和緊固件用高溫合金第廿七篇  航天和核工業(yè)用高溫合金第廿八篇  民用高溫合金

章節(jié)摘錄

插圖：鑄造高溫合金自20世紀(jì)40年代問世以來，發(fā)展速度非?？?，到20世紀(jì)五十年代末，陸續(xù)研制出IN100、YKC6K、B1900和MAR-M200等許多性能優(yōu)異的合金。20世紀(jì)60年代定向凝固技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了定向柱晶和單晶高溫合金的蓬勃發(fā)展，使推比10一級(jí)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)的使用溫度達(dá)到2000K。鑄造高溫合金是指由合格的母合金重熔后直接澆注或定向凝固成零件毛坯或零件的高溫合金。按合金基體可分為鐵基、鎳基和鈷基鑄造高溫合金。按凝固方法可分為常規(guī)精密鑄造等軸晶高溫合金、定向凝固柱晶高溫合金和單晶高溫合金，柱晶和單晶合金在后面有專門章節(jié)介紹，本章主要討論等軸晶高溫合金的特點(diǎn)、組織和力學(xué)性能，并介紹三個(gè)典型的鑄造高溫合金。44.1 鑄造高溫合金的特點(diǎn)鑄造高溫合金的特點(diǎn)相對(duì)于變形高溫合金而存在。主要有：形成粗大凝固組織引起高溫強(qiáng)化；可以加入更多的合金元素進(jìn)行強(qiáng)化發(fā)展新合金；可以鑄造出冷卻內(nèi)腔非常復(fù)雜的渦輪葉片和導(dǎo)向葉片；高溫強(qiáng)度優(yōu)異，使用溫度高。44.1. 1形成粗大凝固組織引起高溫強(qiáng)化鑄造高溫合金在凝固結(jié)晶時(shí)形成粗大凝固組織，包括粗大的晶粒，由于凝固偏析產(chǎn)生的粗大枝晶骨架組織以及晶界和枝晶間形成的粗大骨架狀碳化物或共晶組織。鑄造高溫合金的晶粒尺寸粗大，而且不能通過熱處理而變細(xì)。例如，正常精密鑄造的K417合金晶粒尺寸可達(dá)5-6mm，要比一般變形高溫合金大25～30倍。粗大的晶粒有利于高溫強(qiáng)度特別是蠕變性能的提高，因?yàn)樵诘葟?qiáng)溫度以上，晶界成為薄弱環(huán)節(jié)，晶界變形量隨溫度升高明顯增加，而且裂紋易于在晶界萌生與擴(kuò)展，造成早期破壞。

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《高溫合金材料學(xué):高溫合金材料與工程應(yīng)用(下冊(cè))》由科學(xué)出版社出版。

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