先進(jìn)高溫結(jié)構(gòu)材料與技術(shù)（上）

內(nèi)容概要

　　本書(shū)介紹了先進(jìn)高溫結(jié)構(gòu)材料及其制備技術(shù)。全書(shū)分為上、下兩冊(cè)：本書(shū)是上冊(cè)，主要介紹等軸晶鑄造高溫合金、定向凝固柱晶高溫合金、單晶高溫合金，Ni3Al基和Nb-si系金屬間化合物基高溫結(jié)構(gòu)材料以及先進(jìn)高溫結(jié)構(gòu)材料精密鑄造技術(shù)；下冊(cè)主要介紹變形高溫合金、液態(tài)金屬霧化高溫合金粉末制備與噴射成形技術(shù)、粉末高溫合金。
本書(shū)以北京航空材料研究院先進(jìn)高溫結(jié)構(gòu)材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室近年來(lái)的研究實(shí)踐為基礎(chǔ)，結(jié)合國(guó)內(nèi)外研究成果，較全面地介紹了高溫結(jié)構(gòu)材料的專(zhuān)業(yè)知識(shí)與最新進(jìn)展。
《先進(jìn)高溫結(jié)構(gòu)材料與技術(shù)》可供從事先進(jìn)高溫結(jié)構(gòu)材料科研與管理的人員和高等院校相關(guān)專(zhuān)業(yè)的師生參考。全書(shū)由李嘉榮、熊繼春等著。

書(shū)籍目錄

第1章  緒論
  1.1  高溫結(jié)構(gòu)材料的起源
  1.2  高溫結(jié)構(gòu)材料的作用與地位
  1.3  高溫結(jié)構(gòu)材料的發(fā)展
    1.3.1  變形高溫合金的發(fā)展
    1.3.2  鑄造高溫合金的發(fā)展
    1.3.3  粉末高溫合金的發(fā)展
    1.3.4  新型高溫結(jié)構(gòu)材料的發(fā)展
  1.4  高溫結(jié)構(gòu)材料的發(fā)展前景
    1.4.1  發(fā)展新型高溫結(jié)構(gòu)材料
    1.4.2  發(fā)展高純高溫結(jié)構(gòu)材料
    1.4.3  發(fā)展高溫結(jié)構(gòu)材料構(gòu)件制備技術(shù)
    參考文獻(xiàn)
第2章  等軸晶鑄造高溫合金
  2.1  概述
    2.1.1  國(guó)外等軸晶鑄造高溫合金的發(fā)展
    2.1.2  我國(guó)等軸晶鑄造高溫合金的發(fā)展
  2.2  等軸晶鑄造高溫合金成分及其組織
    2.2.1  元素作用
    2.2.2  鑄態(tài)組織
    2.2.3  固溶組織
    2.2.4  時(shí)效組織
  2.3  等軸晶鑄造高溫合金的應(yīng)用
    2.3.1  整體結(jié)構(gòu)件上的應(yīng)用
    2.3.2  渦輪葉片上的應(yīng)用
    2.3.3  整體渦輪上的應(yīng)用
  2.4  等軸晶鑄造高溫合金發(fā)展前景
    參考文獻(xiàn)
第3章  定向凝固柱晶高溫合金
  3.1  概述
    3.1.1  國(guó)外定向凝固柱晶高溫合金的發(fā)展
    3.1.2  國(guó)內(nèi)定向凝固柱晶高溫合金研究現(xiàn)狀
    3.1.3  典型定向凝固柱晶高溫合金介紹
  3.2  定向凝固工藝及設(shè)備
    3.2.1  發(fā)熱鑄型法
    3.2.2  功率降低法
    3.2.3  高速凝固法
    3.2.4  液態(tài)金屬冷卻法
    3.2.5  流態(tài)床冷卻法
    3.2.6  區(qū)域熔化液態(tài)金屬冷卻法
  3.3  定向凝固柱晶高溫合金的熱處理
    3.3.1  固溶熱處理
    3.3.2  涂層熱處理
    3.3.3  時(shí)效熱處理
    3.3.4  長(zhǎng)期時(shí)效
    3.3.5  修復(fù)熱處理
    3.3.6  典型合金的熱處理制度
  3.4  我國(guó)定向凝固柱晶高溫合金的應(yīng)用研究
    3.4.1  Hf對(duì)合金的影響
    3.4.2  Rc、Ti、Ta等對(duì)合金性能的影響
    3.4.3  定向凝固工藝
    3.4.4  薄壁性能
    3.4.5  可鑄性
    3.4.6  再結(jié)晶
    3.4.7  合金返回料
  3.5  定向凝固柱晶高溫合金發(fā)展前景
    參考文獻(xiàn)
第4章  單晶高溫合金
  4.1  概述
    4.1.1  國(guó)外單晶高溫合金的發(fā)展
    4.1.2  我國(guó)單晶高溫合金的發(fā)展
    4.1.3  典型單晶高溫合金介紹
  4.2  單晶高溫合金的強(qiáng)化機(jī)理與成分設(shè)計(jì)
    4.2.1  強(qiáng)化機(jī)理
    4.2.2  合金元素作用
    4.2.3  成分設(shè)計(jì)
  4.3  單晶高溫合金的定向凝固
    4.3.1  定向凝固基本原理
    4.3.2  定向凝固鑄造方法
    4.3.3  定向凝固工藝
    4.3.4  定向凝固過(guò)程數(shù)值模擬
  4.4  單晶高溫合金的熱處理與組織
    4.4.1  鑄態(tài)組織
    4.4.2  熱處理制度
    4.4.3  固溶熱處理與組織
    4.4.4  時(shí)效熱處理與組織
    4.4.5  固溶+時(shí)效熱處理與組織
    4.4.6  長(zhǎng)期時(shí)效熱處理與組織
  4.5  單晶高溫合金的性能
    4.5.1  物理及化學(xué)性能
    4.5.2  力學(xué)性能
    4.5.3  工藝性能
  4.6  單晶高溫合金的缺陷
    4.6.1  小角度晶界
    4.6.2  雜品
    4.6.3  冶金缺陷
    4.6.4  再結(jié)晶
  4.7  單晶高溫合金發(fā)展前景
    4.7.1  發(fā)展新型單晶高溫合金的設(shè)計(jì)理論與方法
    4.7.2  發(fā)展新型單晶高溫合金
    4.7.3  發(fā)展高純單晶高溫合金
    4.7.4  發(fā)展高溫度梯度定向凝固技術(shù)
    參考文獻(xiàn)
第5章  Ni3Al基和Nb-Si系金屬間化合物基高溫結(jié)構(gòu)材料
  5.1  概述
    5.1.1  國(guó)外金屬間化合物基高溫結(jié)構(gòu)材料的發(fā)展
    5.1.2  我國(guó)金屬間化合物基高溫結(jié)構(gòu)材料的發(fā)展
    5.1.3  典型金屬間化合物基高溫結(jié)構(gòu)材料介紹
  5.2  Ni3Al基高溫結(jié)構(gòu)材料
    5.2.1  Ni3Al晶體結(jié)構(gòu)和晶體缺陷
    5.2.2  Ni3Al晶界脆性及其改善
    5.2.3  合金元素的作用
    5.2.4  Ni3Al基合金制備工藝
    5.2.5  Ni3Al基合金組織與性能
  5.3  Nb-Si系超高溫結(jié)構(gòu)材料
    5.3.1  Nb3Si3的晶體結(jié)構(gòu)
    5.3.2  第一原理計(jì)算
    5.3.3  合金化元素作用
    5.3.4  Nb-Si系超高溫結(jié)構(gòu)材料制備工藝
    5.3.5  Nb-Si系超高溫結(jié)構(gòu)材料的組織與力學(xué)性能
    5.3.6  Nb-Si系超高溫結(jié)構(gòu)材料的抗氧化性能及其涂層
  5.4  金屬間化合物基高溫結(jié)構(gòu)材料發(fā)展前景
    5.4.1  Ni3Al基合金應(yīng)用前景展望
    5.4.2  Nb-Si系超高溫結(jié)構(gòu)材料發(fā)展前景展望
    參考文獻(xiàn)
第6章  先進(jìn)高溫結(jié)構(gòu)材料精密鑄造技術(shù)
  6.1  概述
    6.1.1  國(guó)外高溫合金精密鑄造技術(shù)的發(fā)展
    6.1.2  我國(guó)高溫合金精密鑄造技術(shù)的發(fā)展
  6.2  渦輪葉片精密鑄造技術(shù)
    6.2.1  陶瓷型芯材料與制備方法
    6.2.2  陶瓷型殼材料與制備方法
    6.2.3  等軸晶葉片精密鑄造技術(shù)
    6.2.4  定向凝固渦輪葉片精密鑄造技術(shù)
  6.3  導(dǎo)向器類(lèi)結(jié)構(gòu)件精密鑄造技術(shù)
  6.4  整體渦輪葉盤(pán)控晶精密鑄造技術(shù)
  6.5  大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)件整體精密鑄造技術(shù)
    6.5.1  大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)件整鑄技術(shù)
    6.5.2  高溫合金大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)件熱控凝固整鑄技術(shù)
  6.6  陶瓷超高溫結(jié)構(gòu)材料及其精密鑄造技術(shù)
    6.6.1  熔融生長(zhǎng)共晶陶瓷超高溫結(jié)構(gòu)材料
    6.6.2  熔融生長(zhǎng)共晶陶瓷超高溫結(jié)構(gòu)材料精密鑄造技術(shù)
    6.6.3  熔融生長(zhǎng)共晶陶瓷超高溫結(jié)構(gòu)材料構(gòu)件的制造和使用
  6.7  高溫結(jié)構(gòu)材料精密鑄造技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
    參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：   Nb—Si系超高溫結(jié)構(gòu)材料是未來(lái)航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片具有潛力的候選材料之一，但離工程應(yīng)用還有距離，目前應(yīng)在平衡綜合性能的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步改善材料本身的高溫抗氧化性能和蠕變性能。陶瓷材料與碳／碳復(fù)合材料等超高溫結(jié)構(gòu)材料也是重要的研究方向。 1.4.2發(fā)展高純高溫結(jié)構(gòu)材料 高溫合金中含有多種有害雜質(zhì)元素，這些有害雜質(zhì)元素對(duì)合金的塑性、韌性和其他力學(xué)性能有不利影響。為了減輕甚至消除這些不利影響，必須盡可能去除有害雜質(zhì)元素，提高高溫合金的純凈度。 半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)高溫合金的發(fā)展歷程表明，高溫合金的純凈度不斷提高，性能改善，質(zhì)量提升。美國(guó)Incone1718合金由早期控制10多個(gè)元素逐步增加到目前控制包括雜質(zhì)元素在內(nèi)的28個(gè)元素，并不斷提高合金純凈度，如s的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)由初期的150×10—6降低到目前的小于10×10—6。國(guó)外單晶高溫合金的純凈度逐漸提高，我國(guó)的DD6單晶高溫合金中的0、N、S、Mg、Fe、Sn、Ag、Te、Se等雜質(zhì)元素均低于國(guó)外CMSX—4合金的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)外粉末高溫合金的純凈度也在不斷提高，粉末渦輪盤(pán)夾雜物的超聲檢測(cè)達(dá)到幾乎不能檢出的程度。 在發(fā)展新型高溫合金和應(yīng)用已有高溫合金時(shí)，將繼續(xù)提高合金的純凈度，高溫合金正在向高純凈合金方向發(fā)展。 1.4.3發(fā)展高溫結(jié)構(gòu)材料構(gòu)件制備技術(shù) 1.變形高溫合金及其構(gòu)件制備技術(shù) 應(yīng)用先進(jìn)冶煉工藝制備合金，提高合金的使用性能。按發(fā)達(dá)國(guó)家技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，應(yīng)采用三聯(lián)高純冶煉工藝大幅度提高Incone1718合金渦輪盤(pán)等關(guān)鍵轉(zhuǎn)動(dòng)件的疲勞壽命和使用可靠性。 改進(jìn)冶煉工藝，為難變形高溫合金順利開(kāi)坯奠定良好基礎(chǔ)。對(duì)高性能難變形高溫合金U720Li等渦輪盤(pán)材料采用真空電弧雙龜極重熔技術(shù)以得到致密、低偏析、細(xì)小晶粒的細(xì)晶鑄錠，降低難變形高溫合金開(kāi)坯過(guò)程開(kāi)裂傾向性。采用噴射成形技術(shù)是制備難變形高溫合金的可選方法之一。 應(yīng)用不同鍛造工藝，獲得不同的使用性能。對(duì)Incone1718合金采用不同的鍛造工藝以得到不同的使用性能，如標(biāo)準(zhǔn)型718（SD718）、高強(qiáng)型718（HS718）、直接時(shí)效型718（DA718）、超塑性型718（718SPF）。

編輯推薦

　　北京航空材料研究院（以下簡(jiǎn)稱(chēng)航材院）地處北京風(fēng)景秀麗的西山南麓，占地125萬(wàn)平方米，隸屬于中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司，是面向航空，從事航空先進(jìn)材料應(yīng)用基礎(chǔ)研究、材料研制與應(yīng)用技術(shù)研究和工程化研究的綜合性科研機(jī)構(gòu)，是國(guó)防科技工業(yè)材料研究發(fā)展中心之一，是國(guó)家科技創(chuàng)新體系的重要組成部分.　　航材院建有10余個(gè)材料、熱工藝研究室和技術(shù)中心，包括先進(jìn)高溫結(jié)構(gòu)材料和先進(jìn)復(fù)合材料兩個(gè)國(guó)防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，結(jié)構(gòu)性碳纖維復(fù)合材料國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，國(guó)防科技工業(yè)精密鑄造技術(shù)研究應(yīng)用中心等國(guó)家級(jí)科研實(shí)驗(yàn)室和工程中心；由無(wú)損檢測(cè)、化學(xué)分析、力學(xué)性能和失效分析等專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域組成的航空材料檢測(cè)研究中心具有完整的材料性能檢測(cè)、分析與評(píng)價(jià)能力，處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平　　航材院現(xiàn)有員工2000余名，其中中科院院士、工程院院士3名，國(guó)家級(jí)有突出貢獻(xiàn)專(zhuān)家、政府特殊津貼專(zhuān)家上百名，設(shè)有研究生部和博士后流動(dòng)站，具有多學(xué)科博士、碩士學(xué)位授予權(quán)55年來(lái)，航材院勵(lì)精圖治，創(chuàng)新拼搏，累計(jì)獲得科研成果2400余項(xiàng)，獲國(guó)家級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)146項(xiàng)，部委級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)950項(xiàng)，獲授權(quán)專(zhuān)利212項(xiàng)，　　航材院將秉承“航空?qǐng)?bào)國(guó)，強(qiáng)軍富民”的集團(tuán)宗旨，踐行“敬業(yè)誠(chéng)信，創(chuàng)新超越”的集團(tuán)理念，努力實(shí)現(xiàn)“引領(lǐng)航空材料技術(shù)，打造高新材料產(chǎn)業(yè)”的宏偉愿景，成為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)的研究院！

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