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耐热金属材料的发展 耐热金属材料是在高温下使用的金属材料。一般来说,加工硬化的金属被加热到某一温度以上,变形的晶格产生变化,发生再结晶,这个温度就是再结晶温度。金属的再结晶温度约为金属熔点温度的1/2(绝对温度)。耐热金属材料主成分金属的熔点和再结晶温度见表1。 表1 耐热金属材料主成分金属的熔点和再结晶温度 金属 Mg Al Cu Ni Co Fe Ti Nb Mo W 熔点,℃ 650 660 1085 1455 1495 1583 1670 2469 2623 3422 再结晶温度,℃ 189 194 406 591 611 633 699 1098 1175 1575 金属材料承担保证结构件强度的作用,一般采用为提高强度添加合金元素的合金金属材料。合金金属材料的温度达到纯金属再结晶温度时不立即发生软化,例如,Ni 基超合金在大大超过纯金属Ni 再结晶温度(如在1000℃左右)的 条件下,可以连续使用数万小时。 1 耐热金属材料的特性要求 对耐热金属材料要求的特性是多种多样的,见表2。对不同用途的耐热金属材料所要求的特性是不同的,其中必须具备的特性是高温抗氧化性、耐蚀性、足够的强度以及加工性和低成本。广泛使用的高温金属材料是以Fe、Ni、Co 为主成分的合金。 表2 对耐热金属材料要求的特性 物理性能 熔点、密度、热传导率、热膨胀系数、扩散速度等 化学性能 在含有高温空气、水蒸气CO、CO2、H2S 等的各种燃烧废气、熔融盐及其他环境下具有抗氧化性、耐蚀性和氧化层密着性等。 力学性能 高温下的强度、延性、韧性,蠕变强度、疲劳强度、、抗热疲劳性、抗热震性、在高温下长期使用的稳定性等。 加工制造性 能够进行熔炼、铸造、锻造、轧制、焊接、烧结,制造成所要求的形状尺寸的部件。 经济性 原料费、加工费低廉,制造的工艺低成本化。 |
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