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上册 1

第1章 绪论 1

1.1 高温结构材料的起源 1

1.2 高温结构材料的作用与地位 2

1.3 高温结构材料的发展 3

1.3.1 变形高温合金的发展 3

1.3.2 铸造高温合金的发展 5

1.3.3 粉末高温合金的发展 8

1.3.4 新型高温结构材料的发展 11

1.4 高温结构材料的发展前景 11

1.4.1 发展新型高温结构材料 11

1.4.2 发展高纯高温结构材料 12

1.4.3 发展高温结构材料构件制备技术 12

参考文献 13

第2章 等轴晶铸造高温合金 16

2.1 概述 16

2.1.1 国外等轴晶铸造高温合金的发展 16

2.1.2 我国等轴晶铸造高温合金的发展 17

2.2 等轴晶铸造高温合金成分及其组织 19

2.2.1 元素作用 19

2.2.2 铸态组织 22

2.2.3 固溶组织 25

2.2.4 时效组织 25

2.3 等轴晶铸造高温合金的应用 26

2.3.1 整体结构件上的应用 26

2.3.2 涡轮叶片上的应用 28

2.3.3 整体涡轮上的应用 30

2.4 等轴晶铸造高温合金发展前景 32

参考文献 33

第3章 定向凝固柱晶高温合金 34

3.1 概述 34

3.1.1 国外定向凝固柱晶高温合金的发展 34

3.1.2 国内定向凝固柱晶高温合金研究现状 37

3.1.3 典型定向凝固柱晶高温合金介绍 39

3.2 定向凝固工艺及设备 40

3.2.1 发热铸型法 41

3.2.2 功率降低法 41

3.2.3 高速凝固法 42

3.2.4 液态金属冷却法 43

3.2.5 流态床冷却法 45

3.2.6 区域熔化液态金属冷却法 46

3.3 定向凝固柱晶高温合金的热处理 47

3.3.1 固溶热处理 47

3.3.2 涂层热处理 50

3.3.3 时效热处理 52

3.3.4 长期时效 53

3.3.5 修复热处理 59

3.3.6 典型合金的热处理制度 60

3.4 我国定向凝固柱晶高温合金的应用研究 62

3.4.1 Hf对合金的影响 62

3.4.2 Re、Ti、Ta等对合金性能的影响 67

3.4.3 定向凝固工艺 68

3.4.4 薄壁性能 71

3.4.5 可铸性 73

3.4.6 再结晶 77

3.4.7 合金返回料 88

3.5 定向凝固柱晶高温合金发展前景 93

参考文献 96

第4章 单晶高温合金 100

4.1 概述 100

4.1.1 国外单晶高温合金的发展 100

4.1.2 我国单晶高温合金的发展 103

4.1.3 典型单晶高温合金介绍 104

4.2 单晶高温合金的强化机理与成分设计 107

4.2.1 强化机理 107

4.2.2 合金元素作用 114

4.2.3 成分设计 117

4.3 单晶高温合金的定向凝固 126

4.3.1 定向凝固基本原理 127

4.3.2 定向凝固铸造方法 128

4.3.3 定向凝固工艺 129

4.3.4 定向凝固过程数值模拟 139

4.4 单晶高温合金的热处理与组织 144

4.4.1 铸态组织 145

4.4.2 热处理制度 146

4.4.3 固溶热处理与组织 147

4.4.4 时效热处理与组织 149

4.4.5 固溶＋时效热处理与组织 150

4.4.6 长期时效热处理与组织 151

4.5 单晶高温合金的性能 153

4.5.1 物理及化学性能 153

4.5.2 力学性能 156

4.5.3 工艺性能 160

4.6 单晶高温合金的缺陷 160

4.6.1 小角度晶界 160

4.6.2 杂晶 171

4.6.3 冶金缺陷 174

4.6.4 再结晶 177

4.7 单晶高温合金发展前景 189

4.7.1 发展新型单晶高温合金的设计理论与方法 189

4.7.2 发展新型单晶高温合金 190

4.7.3 发展高纯单晶高温合金 190

4.7.4 发展高温度梯度定向凝固技术 190

参考文献 191

第5章 Ni3Al基和Nb-Si系金属间化合物基高温结构材料 199

5.1 概述 199

5.1.1 国外金属间化合物基高温结构材料的发展 200

5.1.2 我国金属间化合物基高温结构材料的发展 202

5.1.3 典型金属间化合物基高温结构材料介绍 203

5.2 Ni3Al基高温结构材料 204

5.2.1 Ni3Al晶体结构和晶体缺陷 204

5.2.2 Ni3Al晶界脆性及其改善 205

5.2.3 合金元素的作用 207

5.2.4 Ni3Al基合金制备工艺 210

5.2.5 Ni3Al基合金组织与性能 213

5.3 Nb-Si系超高温结构材料 230

5.3.1 Nb5Si3的晶体结构 231

5.3.2 第一原理计算 232

5.3.3 合金化元素作用 239

5.3.4 Nb-Si系超高温结构材料制备工艺 240

5.3.5 Nb-Si系超高温结构材料的组织与力学性能 247

5.3.6 Nb-Si系超高温结构材料的抗氧化性能及其涂层 261

5.4 金属间化合物基高温结构材料发展前景 265

5.4.1 Ni3Al基合金应用前景展望 265

5.4.2 Nb-Si系超高温结构材料发展前景展望 267

参考文献 268

第6章 先进高温结构材料精密铸造技术 277

6.1 概述 277

6.1.1 国外高温合金精密铸造技术的发展 277

6.1.2 我国高温合金精密铸造技术的发展 279

6.2 涡轮叶片精密铸造技术 282

6.2.1 陶瓷型芯材料与制备方法 282

6.2.2 陶瓷型壳材料与制备方法 300

6.2.3 等轴晶叶片精密铸造技术 310

6.2.4 定向凝固涡轮叶片精密铸造技术 313

6.3 导向器类结构件精密铸造技术 319

6.4 整体涡轮叶盘控晶精密铸造技术 321

6.5 大型复杂结构件整体精密铸造技术 330

6.5.1 大型复杂结构件整铸技术 330

6.5.2 高温合金大型复杂结构件热控凝固整铸技术 333

6.6 陶瓷超高温结构材料及其精密铸造技术 341

6.6.1 熔融生长共晶陶瓷超高温结构材料 341

6.6.2 熔融生长共晶陶瓷超高温结构材料精密铸造技术 350

6.6.3 熔融生长共晶陶瓷超高温结构材料构件的制造和使用 353

6.7 高温结构材料精密铸造技术发展趋势 353

参考文献 354