Den optimala utformningen av nickellegering är en av nyckelpunkterna i detta forsknings- och utvecklingsarbete. Baslegeringar är de mest använda legeringarna inom superlegeringsområdet, särskilt inom flyg- och försvarsområdet, såsom utvecklingen av banbrytande utrustning såsom flygmotorer, vilket spelar en viktig roll eftersom en mängd olika legeringselement kan lösas upp i den nickelbaserade legeringen och kan bibehålla god strukturstabilitet, vilket ger många sätt att förbättra prestandan hos nickelbaserad superlegering. Utvecklingen av vetenskap och teknik har ställt högre krav på nickelbaserad superlegering. För att möta marknadens efterfrågan är det nödvändigt att påskynda forskningen av nickelbaserad superlegering, förbättra dess omfattande prestanda
1.Lösningsstyrka
Det huvudsakliga sättet att stärka egenskaperna hos nickelbaserad superlegering är att lägga till lämpliga solida lösningsförstärkande element. Fast lösningsförstärkande legering har utmärkt oxidationsbeständighet och utmattningsbeständighet och god plasticitet. Baserat på dessa egenskaper kan nickelbaserade superlegeringar användas för att tillverka metalldelar med höga arbetstemperaturer, såsom motorblad. Atomradien för nickel är nära den för legeringselement som volfram och molybden. Baserat på dessa egenskaper kan ett stort antal legeringsämnen som volfram, molybden och kobolt lösas i nickel samtidigt utan att nya faser uppstår. Resultaten visar att lösningstemperaturintervallet för vanliga metaller i allmänhet är mellan 1050 och 1560. USA utvecklade en bra prestanda för lösningsförstärkande legering nickelbas deformation superlegering Haynes280, denna legering vid 1400 hög temperatur, hållfasthet upp till 165MPa förlängning upp till 87 procent huvudsakligen på grund av tillsatsen av eldfasta metallelement i legeringen, såsom volfram och krom och andra element; Samtidigt tillsätts en liten mängd kol för att bilda karbider, vilket kan hindra korntillväxt och stärka korngränserna. Resultaten visar också att legeringens styrka kan förbättras genom att tillsätta en stor mängd molybden och andra eldfasta metallelement. Legeringens mikrostrukturstabilitet kan förbättras genom att tillsätta rutenium. Genom att tillsätta en viss mängd eldfasta metaller såsom volfram kan legeringens korrosionsbeständighet förbättras under vissa omständigheter. Oxidationskorrosionsbeständigheten kan förbättras avsevärt genom att tillsätta en viss mängd sällsynta jordartsmetaller.
2. Nederbördsförbättring och spridningsförbättring
'-Ni3(Al, Ti))-fasen kan fällas ut genom att tillsätta en viss mängd fällningsförstärkande element till den nickelbaserade superlegeringen under åldring, vilket kraftigt ökar metallens hållfasthet. Under högtemperaturarbetsförhållanden är dock fällningar lätta att aggregera och växa, och en del av dem kan lösas upp i matrisen igen, vilket minskar högtemperaturhållfastheten. På senare år har nickelbaserade superlegeringar med dispersionsförstärkning av oxider uppmärksammats mer. Denna typ av legering använder vanligtvis en mekanisk legeringsprocess, och erhåller ultrafin (mindre än 50 nm) under högtemperaturstabiliteten hos oxiden jämnt fördelad i en matris av zn-al legeringsmikrostruktur. Legeringshållfastheten under tillståndet nära smältningen punktlegering i sig, kan fortfarande upprätthålla utmärkt krypprestanda vid hög temperatur, överlägsen högtemperaturoxidationsbeständighet och motståndskraft mot kolsvavelkorrosion. För närvarande finns det tre typer av nickelbaserade superlegeringar som har kommersialiserats. MA956-legeringen har den högsta oxidationsbeständigheten och kol- och svavelkorrosionsbeständigheten av superlegeringar, som kan användas som foder i förbränningskammaren i flygmotorer.
