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冶金技術之高溫合金的應用——民用工業高溫合金的應用

2017-07-27 08:35 [冶煉] 來源于:冶金信息網
導讀:冶金技術之高溫合金的應用——民用工業高溫合金的應用,隨著工業化的推進,工業向高端、大型化發展,高溫合金在民用工業中的需求也日益增長。...

冶金技術之高溫合金的應用——民用工業高溫合金的應用

隨著工業化的推進,工業向高端、大型化發展,高溫合金在民用工業中的需求也日益增長。高溫合金合金也是艦船、火車、汽車渦輪增壓器葉片及各類工業燃機葉片的優選材料;鐵路運輸的高速化、造船業的高品質要求(特別是出口造船)、艦艇動力的高效要求、工業燃機應用的高速發展等急需高性能的高溫合金母合金。目前,國內民用工業高溫合金占高溫合金總需求的20%,而美國50%的高溫合金應用于民用工業領域。燃氣輪機

燃氣輪機是高溫合金的另一個主要用途。燃氣輪機裝置是一種以空氣及燃氣為介質的旋轉式熱力發動機,它的結構與飛機噴氣式發動機一致,也類似蒸汽輪機。燃氣輪機的基本原理與蒸汽輪機很相似,不同處在于工質不是蒸汽而是燃料燃燒后的煙氣。燃氣輪機屬于內燃機,所以也叫內燃氣輪機。構造有四大部分:空氣壓縮機,燃燒室,葉輪系統及回熱裝置。

燃氣輪機的需求增長迅速,除用于發電外,還用于艦船動力、天然氣疏松的加氣站等。與航空用高溫合金葉片相比,燃氣輪機用高溫合金的使用壽命長(10萬小時),耐熱腐蝕、尺寸大,質量要求很高。

汽車廢氣渦輪增壓器

汽車廢氣增壓器渦輪也是高溫合金材料的重要應用領域。目前,我國渦輪增壓器生產廠家所采用的渦輪葉輪多為鎳基高溫合金渦輪葉輪,它和渦輪軸、壓氣機葉輪共同組成一個轉子。此外內燃機的閥座、鑲塊、進氣閥、密封彈簧、火花塞、螺栓等都可以采用鐵基或鎳基高溫合金。

渦輪增壓系統對燃油效率和性能提升均有明顯效果。渦輪增壓是利用發動機排出的廢氣的能量來推動渦輪室內的渦輪,渦輪又帶動同軸的葉輪,葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣,使之增壓進入氣缸。當發動機轉速增快,廢氣排出速度與渦輪轉速也同步增快,葉輪就壓縮更多的空氣進入氣缸,空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料,相應增加燃料量就可以增加發動機的輸出功率。一般而言,加裝廢氣渦輪增壓器后的發動機功率及扭矩要增大20%—60%。2008年中國汽車工業僅渦輪轉子對高溫母合金的需求就在1,900噸以上。

核電與其它領域的高溫合金應用

核電工業使用的高溫合金包括:燃料元件包殼材料、結構材料和燃料棒定位格架,高溫氣體爐熱交換器等,均是其他材料難以代替的。例如,燃料元件包殼管的管壁在工作時需承受600~800℃的高溫,需要較高的蠕變強度,因此大量采用高溫合金材料。

高溫合金材料在玻璃制造、冶金、醫療器械等領域也有著廣泛的用途。在玻璃工業中應用的高溫合金零件多達十幾種,如:生產玻璃棉的離心頭和火焰噴吹坩堝,平板玻璃生產用的轉向輥拉管機大軸、端頭和通氣管、玻璃爐窯的料道、閘板、馬弗套、料碗和電極棒等。冶金工業的軋鋼廠加熱爐的墊塊、線材連軋導板和高溫爐熱電偶保護套管等。醫療器械領域的人工關節等。

(編輯:wlgc0812)

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