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热等静压技术在镍基铸造高温合金领域的应用研究

2021-01-19宋富阳郭会明赵云松沙江波

材料工程 2021年1期

宋富阳,张 剑,郭会明,张 迈,4,赵云松,沙江波

(1 北京航空航天大学 材料科学与工程学院,北京 100191;2 中国航发北京航空材料研究院 先进高温结构材料重点实验室,北京100095;3 中国航发四川燃气涡轮研究院,成都610500;4 北京科技大学 材料科学与工程学院,北京100083)

热等静压(hot isostatic pressing,HIP)是一种利用高温高压同时作用使金属或陶瓷制品经受各向同等压力从而使制件得以烧结和致密化的工艺技术。该技术于20世纪50年代中期由美国Battelle研究所开发,率先用于原子能反应过程中燃料元素的扩散黏结,由此当时被叫作“气压黏结”,随后该技术开始快速发展应用[1]。1963年热等静压技术传至欧洲,并于1965年由瑞典ASEA公司利用预应力钢丝缠绕结构开发制造热等静压设备,其结构紧凑、安装方便、使用安全可靠,奠定了热等静压技术大力发展的坚实基础[2]。现代热等静压设备主要由压力容器、惰性气体存储及输送系统、加热系统、动力供应及控制系统构成,其中压力容器为任何HIP装置的主体框架[3]。当前热等静压技术主要应用领域分别为铸件的致密化处理、粉末冶金和材料的黏结固定,三者应用占比分别为54%,43%,3%[4]。随着现代先进航空发动机与燃气轮机的快速发展,铸造高温合金制件的服役环境愈加苛刻,结构也更加精密复杂,对铸造高温合金综合性能提出了新的要求,而热等静压技术因其独特的工作原理,在改善铸件致密化并提升合金性能等方面有着显著的优势,因此热等静压技术的研究和实际生产应用日益普遍。……

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