研究開發高溫復合材料的金屬基體
用于450℃以下的輕金屬基體—鋁、鎂合金:目前研究發展最成熟、應用最廣泛的金屬基復合材料是鋁基和鎂基復合材料,用于航天飛機、人造衛星、空間站、汽車發動機零件、剎車盤等等,并已形成工業規模生產。 膨潤土烘干機對于不同類型的復合材料應選用合適的鋁、鎂合金基體。連續纖維增強金屬基復合材料一般選用純鋁,或含合金元素少的單相鋁合金,而顆粒、晶須增強金屆基復合材料則選擇具有高強度的鋁合金。常用的鋁合金、鎂合金的成分、性能列于表3-1中。
用于450~700℃的復合材料的金屬基體:鈦合金具有比重輕、耐腐蝕、耐氧化、強度高等特點,是一種可在450~650℃溫度下使用的合金,在航空發動等零件上使用。用高性能碳化硅纖維、碳化鈦顆粒、硼化鈦顆粒增強鈦合金,1520反擊破可以獲得更高的高溫性能。美國已成功地試制成碳化硅纖維增強鈦復合材料,用它制成的葉片和傳動軸等零件可用于高性能航空發動機。 現已用于鈦基復合材料的鈦合金的成分、性能如表3-2所示。
用于1000℃以上的高溫復合材料的金屬基體:用于1000℃以上的高溫金屬基復合材料的基體材料主要是鎳基、鐵基耐熱合金和金屬間化合物,較成熟的是鎳基、鐵基高溫合金。金屬間化合物基復合材料尚處于研究階段。鎳基高溫合金是廣泛使用于各種燃氣輪機的重要材料。用鎢絲、釷鎢絲增強鎳基合金可以大幅度提高其高溫性能—高溫持久性能和高溫蠕變性能,一般可提高100h持久強度l~3倍,主要用于高性能航空發動機葉片等重要零件。河南顎式破碎機用作高溫金屬基復合材料的基體合金的成分、性能列于表3-3。 更高溫度下使用的復合材料基體如金屬間化合物、鈮合金等金屬現也正在研究開發。
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