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耐高温的沃斯帕洛伊合金(Waspaloy)

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Waspaloy是美国联合技术公司(United Technologies Corp)的注册商标,它是一种时效硬化奥氏体(面心立方晶胞face-centred cubic)镍基超级合金。Waspaloy合金的典型应用场是高温用途,特别是应用于燃气涡轮机上。


典型化学成分

Ni:58%,Cr:19%,Co:13%,Mo:4%,Ti:3%;Al:1.4%


化学成分表

性能

Waspaloy是一种时效硬化镍基超级合金,在980℃(1800℉)以下具有出色的力学性能。Waspaloy的其他特征包括优良的耐腐蚀性能,耐氧化性能,适宜于在极端环境中服役。


Waspaloy合金在760-870℃ (1400-1600℉)温度区间内仍具有相当好的强度值,以及优良的抗氧化性,可服役于温度高达870℃(1600℉)燃气涡轮发动机工作环境。在620-650℃(1150-1200℉)温度范围内,Waspaloy合金的蠕变断裂强度明显优于718合金。其730°C (1350°F)以下的短时热抗拉强度劣于RA718。


物理性能

密度:0.296 lb/in3

熔化温度:2425 - 2475℉

力学性能

典型拉伸性能,热处理,板


根据相关资料,Q345B牌号在700℃时屈服强度约为90-100MPa,而21℃时屈服强度为345-390MPa。在700℃高温下,Q345B力学性能下降60%以上,但沃斯帕洛伊合金仅下降不到13%,可见其良好的耐高温性能。


典型蠕变断裂强度,热处理,板- 在所列时间的断裂应力值

相应材料技术规范

AMS 5544, AMS 5708, AMS 5828

EN 2.4654

UNS N07001

Werkstoff 2.4654


用途

Waspaloy通常使用在极端环境中。常见应用包括:燃气涡轮机的叶片,密封,环,轴和涡轮盘。由美国国家标准与技术研究院(National Institute of Standards and Technology,NIST)认证的标准物质1243,作为X射线荧光光谱仪(XRF:X-ray fluorescence spectroscopy)的一种标样,就是用Waspaloy合金制作的。


英国飞机公司(British Aircraft Corporation,BAC)的TSR-2,一种1950年代后期开始研制的超音速攻击机,其机身后部排气喷嘴四周有一个整流罩,由于这个区域的高温特点,该整流罩是用 Waspaloy制作成形的,并且不进行喷涂。这种合金的加工制作被描述为“非常棘手”,它是由布里斯托尔(Bristol)的发动机专家团队负责实施的,而非由的飞机机身制造商BAC来完成。


TSR-2尾部,显示了未涂装的Waspaloy合金整流罩

(Tail of TSR-2, showing the unpainted Waspaloy fairing)


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