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金屬材料高溫合金技術先進

更新時間:2025-07-09 20:23:01 ip歸屬地:佛山,天氣:多云轉陣雨,溫度:27-36 瀏覽次數:14    公司名稱:上海 秉爭實業(佛山市分公司)

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產品參數
產品價格489
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材質高溫合金
牌號見標題
產品上海
品牌秉爭
規格現貨
可定制
范圍金屬材料高溫合金供應范圍覆蓋廣東省廣州市深圳市珠海市汕頭市佛山市湛江市江門市韶關市惠州市茂名市汕尾市東莞市中山市潮州市肇慶市梅州市河源市陽江市揭陽市云浮市 禪城區南海區順德區三水區高明區等區域。
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金屬材料高溫合金技術先進
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五、造與熱處理
1:加熱 對于哈氏B-2合金來說,在加熱前和加熱過程中表面保持清潔并遠離污染物是十分重要的。如果哈氏B-2合金在含有硫、磷、鉛或其他低熔點金屬污染物的環境下加熱,則會變脆,這些污染物的來源主要包括標記筆痕跡、溫度指示漆、油脂和液體、煙氣。此煙氣必須含硫低;例如:天然氣和液化石油氣含硫量不超過0.1%,城市空氣含硫量不超過0.25g/m3,燃料油的含硫量不超過0.5%即為合格。 對加熱爐的氣體環境要求是中性環境或輕還原性環境,并且不可以在氧化性和還原性之間波動。爐中的火焰不可以直接沖擊哈氏B-2合金。同時要以快的加熱速度把材料加熱到要求達到的溫度,即要求首先要把加熱爐的溫度上升到要求溫度,再把材料放入爐中加熱。
2:熱加工 哈氏B-2合金可以在900~1160℃范圍內進行熱加工,加工過后應該以水淬火。為了確保有的耐蝕性能,熱加工過后應該退火。
3:冷加工 冷加工的哈氏B-2合金必須經過固溶處理,由于其具有比奧氏體不銹鋼高得多的加工硬化率,所以成形設備要細心考慮。如果執行了冷成形工藝,那么有必要進行級間退火。 冷加工變形量超過15%時,使用前要固溶處理。
4:熱處理 固溶熱處理溫度要控制在1060~1080℃之間,之后進行水冷淬火或材料厚度在1.5mm以上時可以快速空冷以獲得的耐蝕性能。在任何加熱操作過程中,材料的表面清潔均要有預先的防范。哈氏合金材料或設備部件在進行熱處理時要注意以下一些問題:為了防止設備部件熱處理變形,應采用不銹鋼加強環;對裝爐溫度、加熱和冷卻時間應嚴格控制;裝爐前,對熱處理件進行預處理,防止產生熱裂紋;熱處理后,對熱處理件PT;在熱處理過程中如產生熱裂紋,經過打磨后需補焊者,要采用專門的補焊工藝。
5:除垢 哈氏B-2合金表面的氧化物和焊縫附近的污點都要以精細的砂輪等打磨干凈。 由于哈氏B-2合金對氧化性介質比較敏感,因此酸洗過程中會產生較多的含氮元素的氣體。
6:機加工 哈氏B-2合金要以退火狀態進行機加工,對它的加工硬化要有清醒的認識,例如:相對于標準奧氏體不銹鋼要采用較慢的表面切削速度,對于表面的硬化層要采用較大的進刀量,并使刀具處于連續的工作狀態。
7:焊接 哈氏B-2合金焊縫金屬及熱影響區由于易析出β相而導致貧Mo,從而易于產生晶間腐蝕,因此,哈氏B-2合金的焊接工藝應謹慎制定,嚴格控制。一般焊接工藝如下:焊材選用ERNi-Mo7;焊接方法GTAW;控制層間溫度不大于120℃;焊絲直徑φ2.4、φ3.2;焊接電流90~150A。同時,施焊前,焊絲、被焊接件坡口及相鄰部位應進行去污脫脂處理。 哈氏B-2合金熱傳導系數比鋼小得多,如選用單V型坡口,則坡口角度要在70°左右,采用較低的熱輸入量。 通過焊后熱處理可以殘余應力并改善抗應力腐蝕斷裂性能。




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2、新型高溫合金的研究
市場分析新型高溫合金主要包括:粉末高溫合金、金屬間化合物、ODS合金和高溫金屬自潤材料等四種:
粉末高溫合金技術:FGH51粉末高溫合金是采用粉末冶金工藝制備的相沉淀強化型鎳基高溫合金。該合金γ相的體積分數為$,-左右,其形成元素的原子分數為50%左右。合金盤件的制造工藝路線是采用真空感應熔煉制取母合金,然后霧化制取預合金粉末,進而制成零件毛坯。與同類鑄、鍛高溫合金相比,它具有組織均勻、晶粒細小、屈服度高和疲勞性能好等優點,是當前650度工作條件下強度水平的一種高溫合金。該種高溫金主要用于高性能發動機的轉動部件,如渦 和承力環件等 [7]  。
金屬間化合物用于制作各類先進運載工具動力推進系統的構件,減少自重、提能;
ODS合金具有優良的高溫蠕變性能、高溫抗氧化性能、抗碳、硫腐蝕性能,可用于制造發動鍵部件,也可用于火力發電系統、煤氣化爐、工業燃氣輪機和工業鍋爐、玻璃制造、汽車柴油發動機、核反應堆等;
高溫金屬基自潤滑材料主要用于生產高溫自潤滑軸承,主要用于替代含油軸承、鑲嵌式固體自潤滑軸承、雙金屬軸瓦及鑄硫鋼固體潤滑軸承(包括鑄鋼表面硫化處理軸承)在冶金設備上的應用,該高溫自潤滑軸承具有強度高、承載能力大、潤滑效果好、結構設計合理、噪音小、使用壽命長等優點 [6]  。

鎳基高溫合金指的是以鎳為基體(含量一般大于50%) 在650~1000℃范圍內具有較高的強度和良好的抗氧化、抗燃氣腐蝕能力的高溫合金。鎳基高溫合金(以下簡稱鎳基合金)是30年代后期開始研制的。英國于1941年首先生產出鎳基合金Nimonic 75(Ni-20Cr-0.4Ti);為了提高蠕變強度又添加鋁,研制出Nimonic 80(Ni-20Cr-2.5Ti-1.3Al)。美國于40年代中期,蘇聯于40年代后期,中國于50年代中期也研制出鎳基合金。
鎳基合金的發展包括兩個方面:合金成分的改進和生產工藝的革新。50年代初,真空熔煉技術的發展,為煉制含高鋁和鈦的鎳基合金創造了條件。初期的鎳基合金大都是變形合金。50年代后期,由于渦輪葉片工作溫度的提高,要求合金有更高的高溫強度,但是合金的強度高了,就難以變形,甚至不能變形,于是采用熔模精密鑄造工藝,發展出一系列具有良好高溫強度的鑄造合金。60年代中期發展出性能更好的定向結晶和單晶高溫合金以及粉末冶金高溫合金。為了滿足艦船和工業燃氣輪機的需要,60年代以來還發展出一批抗熱腐蝕性能較好、組織穩定的高鉻鎳基合金。在從40年代初到70年代末大約40年的時間內,鎳基合金的工作溫度從 700℃提高到1100℃,平均每年提高10℃左右。鎳基高溫合金的發展趨勢見圖1。




1、GH4169高溫合金
GH4169合金是鎳一鉻一鐵基高溫合金。GH4169合金屬于鎳基變形高溫合金。鎳基合金是一種復雜的合金。它被廣泛地應用于制造各種高溫部件。同時,也是所有高溫合金中為注目的一種合金。它的相對使用溫度在所有普通合金系中也是的。目前,先進的飛機發動機中這種合金的比重在50%以上。
GH4169合金是由國際鎳公司亨廷頓分公司的Eiselstein研制成功,于1995年公開介紹的時效硬化鎳—鉻—鐵基變形合金。合金是以體心立方g〞和面心立方g′相為沉淀強化的一種鎳基變形高溫合金,在650℃以下具有高的抗拉強度、屈服強度和良好的塑性,具有良好的抗腐蝕、抗輻射能、疲勞、斷裂韌性等綜合性能,以及滿意的焊接和焊后成型性能等。合金在-253~650℃很寬的溫度范圍內組織性能穩定,成為在深冷和高溫條件下用途極廣的高溫合金。由于GH4169良好的綜合性能,目前被廣泛用于航空發動機的壓氣機盤、壓氣機軸、壓氣機葉片、渦 、渦輪軸、機匣、緊固件和其它結構件和板材焊接件等 [3]  。
我國于70年代開始研制GH4169合金,主要應用于盤件,使用時間比較短,所以采用真空感應加電渣重熔的雙聯工藝。八十年代開始應用于航空領域,提高和改進材料質量、提高合金的綜合性能和使用可靠性成為主要的研究方向。當前GH4169合金的主要研究方向為:
(1)改進冶煉工藝,量化冶煉參數,實現程序穩定操作,使合金顯組織更加均勻,從而得到優良的屈服和疲勞強度以及抗裂紋擴展止裂能力,提高低周疲勞強度等;
(2)改進熱處理工藝。目前的熱處理工藝不能很好的鋼錠中心的偏析,所以對組織的均勻性有不利影響,因此采用合理的均勻化退火工藝,得到細晶坯料成為現在的主要研究方向之一;
(3)改進使用設計。由于GH4169的工作溫度不能高于650℃,所以應當加強零部件的冷卻,充分發揮該高溫合金的高性能、低成本等優點;
(4)提高組織穩定性能。由于航空發動機部件的長壽命要求,對于提高GH4169合金長期時效組織穩定性方面也是至關重要的。
2、單晶高溫合金
目前單晶合金材料已發展到第四代,承溫能力到1140℃,已近金屬材料使用溫度極限。未來要進一步滿足先進航空發動機的需求,葉片的研制材料要進一步拓展,陶瓷基復合材料有望取代單晶高溫合金滿足熱端部件在更高溫度環境下的使用。
單晶高溫合金葉片研制難度和周期與其結構復雜性有關,普通復雜程度的單晶葉片研制周期較短,但在航空發動機上應用也需經歷較長的時間。從單晶實心葉片到單晶空心葉片、到氣冷復雜空心葉片等,技術難度跨度很大,相應的研制周期跨度也較大。一般一種普通復雜程度的單晶空心葉片從圖紙確認、模具設計到試制、再到小批投產,需要1~2年時間。但單晶葉片由于其復雜的服役環境,需要進行大量的驗證試驗,一般一種普通結構的單晶空心葉片從研制出來以后到航空發動機上應用需5~10年的時間,有的隨發動機研制進度,甚至需要15年或更長的時間 [4]  。


 



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