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陶瓷颗粒增强镍基高温合金复合材料发展概述

2021-08-06刘佳伟曹金华宋美慧

黑龙江科学 2021年14期
关键词:复合材料工艺

刘佳伟,曹金华,宋美慧,张 煜

(1.黑龙江省科学院高技术研究院,哈尔滨 150001; 2.某部驻哈尔滨地区代表室,哈尔滨 150020)

0 引言

增材制造(3D打印)是一种三维实体快速成型技术,其利用计算机辅助设计、材料加工成型技术、激光技术使用专用材料以指定的方式进行逐层堆积,最后制造出实物[1]。

镍基高温合金在650℃~1 000℃范围内具有较高的强度和良好的抗氧化、抗腐蚀能力,可以长时间在高温环境下进行工作。其中,Inconel 718在700℃时拥有高强度、高韧性和抗腐蚀能力,被广泛应用于航空航天等领域,但其本身含有大量夹杂物,容易产生裂纹和小孔隙,还有在低温热致密化时,不能完全消除孔隙,导致力学性能差[2]。

近年来,学者们在克服解决上述问题的同时,采用增材制造技术制备出一种新型陶瓷颗粒增强镍基复合材料,该复合材料与传统镍基高温合金相比,在不降低韧性的情况下具有更高的比强度、比刚度和耐热性[3],所以关于陶瓷颗粒增强镍基复合材料的研究成为目前的热点问题。本研究主要对陶瓷颗粒增强镍基高温合金复合材料的发展进行了整理概述,并对其优势及不足展开了讨论。

1 镍基复合材料的组成

1.1 增强体种类

镍基复合材料的增强体种类主要分为颗粒、纤维、晶须等,其中颗粒增强镍基复合材料制备成本较低,并且具有较高的屈服强度、抗拉强度和耐热性。颗粒增强体主要分为难熔金属化合物(TiC、TiN、ZrB、WC等)和非金属难熔化合物(B4C、SiC、BN、Si3N4等)。一些常用陶瓷颗粒增强体的性质[4]如表1所示。……

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