【48812】新式难熔高熵合金既耐高温又具强度

  怎么让超高温合金既可耐高温又有高强度？近来，我国矿业大学在超高温金属结构资料范畴获得新进展。该校机电工程学院博士后万义兴与教授程延海研宣布一种具有超高温工程使用潜力的氮化物增强铌钼钽钨铪氮难熔高熵合金。相关效果日前宣布在我国工程院院刊《工程（英文）》上。

  地上重型燃气轮机、舰载燃气轮机以及航空发动机等的制作火急地需求自主可控、高温强度优异的合金资料。跟着这些设备热端部件的执役温度逐渐提高，传统的耐高温合金难以习惯如此高的执役温度，面向超高温执役环境的金属结构资料亟待开发。

  万义兴介绍，超高温金属结构资料是指在1650℃以上温度环境下，具有高于150兆帕强度的金属资料，需求一起满意温度与强度的两层目标。难熔高熵合金具有高熔点、耐高温、高强度等优势，主要由铌、钼、钽、钨、铪、铼、钒、锆、钛等高熔点金属元素，以及氮、碳、硅等非金属元素组成，极具超高温使用潜力，近年来遭到科学界的广泛重视。

  程延海团队与国内相关单位协作，经过调控原位生成多组元氮化物，并将生成的多组元氮化物作为强化相，引进铌钼钽钨铪难熔高熵合金基体中，规划了一种具有潜在超高温工程使用远景的铌钼钽钨铪氮难熔高熵合金。这种合金在1000℃至1800℃范围内具有极高的强度，在1800℃下强度可到达288兆帕，完成了耐高温与高强度兼得。

  研讨团队发现，铌钼钽钨铪氮难熔高熵合金无论是在测验温度仍是在高温强度方面均远超大多数合金。这种优异的功能使其在超高温下具有广泛的工程使用潜力，可用于航空发动机工程和地上燃气轮机工程等。

  万义兴和记者说，他们研讨规划的这种难熔高熵合金，每种元素的含量大体相当，是具有简略晶体结构的金属资料。现在，团队不只制备了10公斤级铌钼钽钨铪氮难熔高熵合金铸锭，还得到大批量合金粉体，经过激光增材制作技能，能够直接打印大尺度铌钼钽钨铪氮难熔高熵合金结构件。

  程延海说，当时航空发动机、地上重型燃气轮机大多使用了铸造高温合金叶片，都是经过TBC热障涂层和气膜孔协作来完成涡轮叶片的隔热和空气冷却。他们研制的合金资料适用于超越1650℃的高温环境，或将有利于航空发动机或重型燃气轮机涡轮叶片的制作。（张晔、李秀）

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