Alloy 925在航空航天领域的应用

Alloy 925镍基单晶高温合金具备优异的高温性能,主要应用于航空发动机和工业燃气轮机的涡轮叶片。单晶高温合金在服役过程中的低周pi劳断裂具有产生ji大的危害性,因此对其pi劳性能的研究尤为重要。同时,单晶合金具有各向yi性,晶体取向是影响pi劳性能的一个重要因素。因此,本文以一种3Re的第二代镍基单晶高温合金为研究对象,研究了[001]、[011]和[111]三种取向合金在980℃的低周pi劳行为,采用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等手段,观察断口、变形后的微观组织以及微观位错组态,分析合金的低周pi劳断裂机制与变形机制。合金三种取向的pi劳行为研究表明:在980℃总应变幅控制的低周pi劳实验中,[001]、[011]和[111]三个取向的低周pi劳寿ming均随着总应变幅的增大而降低。pi劳寿ming具有取向依赖性,这主要与弹性模量的差异有关。其中[001]取向弹性模量小,pi劳寿ming长,[111]取向弹性模量大,pi劳寿ming短。对合金三种取向pi劳断裂机制的研究表明:三种取向的裂纹从表面或亚表面铸造缺陷或表面yang化处萌生,主要沿非晶体学平面扩展,而[111]取向部分试样沿晶体学平面扩展,循环塑性变形是主要的pi劳损伤机制。

Alloy 925（UNS N09925）描述

Alloy 925是一种可时效硬化的镍铁铬合金，具有良好的高强度性能和优异的耐腐蚀性。添加钼和铜使合金具有抗还原性，耐点蚀和缝隙腐蚀的能力。高铬含量提供了对氧化条件的抵抗力，而镍保护合金免受氯离子应力腐蚀开裂。通过添加铝和钛，使合金可时效硬化。

该合金通常选择用于需要高强度和耐腐蚀性的液体和气体应用。Alloy 925具有出色的耐酸性气体应用中liu化氢腐蚀开裂的能力。应用包括井下和地上部件。

Alloy 925的典型标准

NACE MRO175

化学成分

碳：≤0.03     锰：≤1.0

铬：19.5-22.5    硅：≤0.5

镍：42.0-46.0     铜：1.5-3.0

铁：≥22.0    铌：≤0.5

钼：2.5-3.5     铝：0.1-0.5

钛：1.9-2.4     liu：≤0.03

Alloy 925物理特性

密度，磅/英寸3：0.292

弹性模量，psi：28.9 x 10 6

热膨胀系数，68-212F，/F：7.8 x 10 -6

导热系数，Btu / fthrF：6.4

比热，Btu /lbF：0.10

电阻率，Microhm-in：46.1

机械性能

溶液退火和时效Alloy 925的机械性能。在1,800-1,900°F下退火1小时。年龄在1,365-1,380°F时变硬。

屈服强度 （KSI）：≥120

抗拉强度（KSI）：≥170

伸长率（％）：≥25

硬度，HRc：32

Alloy 925燃气轮机的研制技术一直被美国通用、日本三菱、德国西门子和法国阿尔斯通等跨国巨头垄断，而从国内目前正在运行的重型燃机看，我国发电设备制造业目前还不具备燃机整机自主制造能力和热端部件的维修和制造能力，国外对此项技术严格保密，严重制约我国重型燃气轮机的发展，我国生产的燃气轮机可分为两类:一是引进型，二是自主研发型，引进型燃机热端部件全部进口，重型燃气叶片产品进口价格为10 亿元/吨，该部分成本占整台燃气轮机的25% ～ 30%，同时还会签订对应服务合同，配件全部由原厂商提供，同时国外公司在出售维护燃机热端部件的同时会要求签署补充设备维护协议，保修期内( 一般为10 年) 的配件需全部采用原装配件，该部分价值可能比设备本身还高，图就是工业轮机主要构件的高温合金的应用[8]，燃气轮机用高温合金的成分，燃气轮机的重要用途除了发电机组，还可以作为舰船的动力等，但是无论作为哪种用途，它使用的高温合金含量都占很大的比重。

Si：是铁素体形成元素，Si越高越易在高温加热时形成δ铁素体，但Si也具有一定的固溶强化作用，能够一定程度上提高马氏体硬度和耐磨性。Alloy 925Mn：Mn是奥氏体形成元素，Mn越高越能防止高温加热时形成δ铁素体，Mn也是固溶强化元素，能同时提高马氏体的强度、硬度和耐磨性，但Mn过高时容易引起一次带状组织，对钢的组织性能均匀性不利。Alloy 925