TZM合金的高溫性能

TZM合金異形件

TZM合金具有良好的高溫性能,使其能被製成高溫部件應用於各個領域。TZM合金的高溫性能包括高溫拉伸性能、高溫氧化性能、高溫疲勞性能、高溫彎曲和蠕變性能。

高溫拉伸性能:不同形態的TZM合金、TiC和ZrC摻入的方式、製備的工藝和溫度都會對合金的高溫拉伸性能產生影響。TZM合金經過變形,隨著溫度的上升,合金的抗拉強度明顯下降。合金元素Zr以純Zr形式加入效果最佳,其添加量在0.1%時,合金性能最高,而元素Ti以TiH2形式添加效果最佳面,其添加量在0.8%時,合金性能最高。運用粉末法和熔煉法制備的TZM板材性能相當,但熔煉法制備的TZM棒材強度明顯高於粉末冶金法制備的合金棒材。

高溫抗疲勞性能:TZM合金疲勞壽命在500℃與350℃差別不大,但在500℃比350℃略低一點。在350~500℃時,合金的熱疲勞壽命明顯低於350~500℃的疲勞壽命。這可能是因為溫度和迴圈載荷綜合作用導致額外損傷的產生,使得熱疲勞壽命低於疲勞壽命。隨著最大循環應力的增大,疲勞壽命不斷縮短,斷裂延伸率逐漸增加。

高溫抗氧化性能:TZM合金在高溫下氧化速率非常快,它無法生成保護自己的抗氧化層。在提高合金的高溫抗氧化性能的方法上主要有合金法和塗層法,其中塗層法的效果較好。

高溫彎曲和蠕變性能:TZM合金的蠕變是朝著壓應變方向發展的,當達到疲勞壽命的2%~10%時,蠕變方向轉向拉應變方向。蠕變性能與應力強度和溫度是密切相關的,迴圈應力範圍增大,迴圈蠕變就越嚴重。隨著溫度的升高,迴圈蠕變也越加明顯。

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