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来源 : www.alloy-east.com   发布时间 : 2016-07-08


人们现在关心的是,高温合金中的“大哥大”镍基合金在经历了40多年的不断进步之后,是否已经接近其使用极限?毕竞,基体镍的熔点也只有l453℃。

高温合金材料在化工、发电、航空及航天、原子反应堆等许多领域都得到日益广泛的应用,其使用温度也在逐年提高。然而,社会的进步为高温合金提出更高的永无止境的要求。


我们是继续挖掘其潜力,还是寻求别的材料来代替它?目前还难以圆满地回答这些疑问。
虽然铌基、铝基、钨基等高温合金的耐热温度高于镍基高温合金,但由于资源贮量及制造工艺等方面存在的问题使它们难以全面替代镍基合金。
高温陶瓷材料的耐热温度高于镍基合金几百度,用它们制作陶瓷发动机已有成功运行的报道,但目前价格上的巨大差异也使陶瓷发动机至少在近期难以取代高温合金。
因此,近期内镍基高温合金作为发动机心脏的地位是不会动摇的。随着表面处理技术及冷却技术的采用和完善,高温合金的使用温度有望进一步提高,使之伴随着航空及航天飞机向更高、更远的目标前进。
形状记忆合金是一种具有特殊记忆功能的金属材料,这类材料在经历一定塑性变形后,能在一定条件下自动恢复其原来形状,具有这样性质的金属材料统称为形状记忆合金。

这类金属材料己在太空天线、管道接头、医学等方面获得了应用,并且发展的势头也十分喜人。



 

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2020-12-26     高温合金广泛应用于化工、发电、航空航天、原子反应堆等领域。然而,社会的进步对高温合金提出了更高、永无止境的要求。
人们现在关心的是,经过40多年的不断进步,高温合金中的“手机”镍基合金是否已经接近其使用极限。基镍的熔点仅为l453℃。
我们是继续挖掘它的潜力,还是寻求其他材料来取代它?目前,很难令人满意地回答这些问题。
     虽然Nb基、Al基和W基高温合金的耐热温度高于Ni基高温合金,但由于资源储存和制造工艺的问题,很难取代Ni基高温合金。
      高温陶瓷材料的耐热温度比镍基合金高几百度。据报道,这些陶瓷材料制成的发动机已经成功运行。然而,巨大的价格差异使得陶瓷发动机至少在不久的将来很难取代高温合金。
因此,镍基高温合金作为发动机心脏的地位在不久的将来不会动摇。随着表面处理技术和冷却技术的采用和改进,高温合金的使用温度有望得到进一步提高,这将伴随着航天事业的发展向更高、更远的方向发展。
形状记忆合金是一种具有特殊记忆功能的金属材料。这种材料经过一定的塑性变形后,在一定条件下能自动恢复其原来的形状。具有这种性能的金属材料统称为形状记忆合金。
这种金属材料已应用于航天天线、管接头、医药等领域,发展势头也十分喜人。

       

2021-04-17不锈钢焊管的生产特点 φ219毫米如下不锈钢焊管选用陆续辊式成形基本上与高频直缝焊管类似φ219毫米以上选用压力成形(UOE)或螺旋焊接(见螺旋焊管)。φ4.76毫米如下选用焊后拉拔法生产毛细管。

焊接手法有高频焊、钨电极惰性气体护卫焊(TIG或称氩弧焊)、激光焊、电子束焊等。

高频焊不可以包管焊缝的焊接品质,但焊接速率较高,适用于生产普通布局用及装修用不锈钢焊管。

而绝大无数不锈钢焊管生产选用氩弧焊或氩弧焊与等离子焊连结的组合焊。

装修用不锈钢焊管请求外貌磨抛处分。化工机械、汽锅热交换器用不锈钢焊管请求平坦内焊刺。焊缝构造经固溶处分并需融合焊缝品质监控及无损检验系统。

 

2020-10-17很多客户通过我们的网站来电话咨询“高温电热合金”在中国的发展与现状
说到高温合金,我相信钢铁行业的前辈对你来说并不陌生。今天,我想简单介绍一下高温合金的发展过程和应用行业,看看哪些行业在使用高温合金,以及高温合金的发展前景;
高温合金材料介绍;
◆高温材料特性:高温合金是指一种以铁、镍、钴为基础的金属材料,在600 ℃以上的高温和一定应力作用下可以长时间工作。它具有优异的高温强度、良好的抗氧化性和抗热腐蚀性、良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能。它具有良好的结构稳定性,在各种温度下使用可靠。基于上述特点,高温合金因其合金化程度高而又被称为“高温合金”;
◆高温材料的分类:
根据基体元素,可分为铁基高温合金、镍基高温合金和钴基高温合金。
根据制备工艺,可分为变形高温合金、铸造高温合金和粉末冶金高温合金。
强化方法包括固溶强化、沉淀强化、氧化物分散强化和纤维强化。
◆高温材料的应用:高温合金主要用于制造航空、舰船、工业燃气轮机的涡轮叶片、导流叶片、涡轮盘、高压压缩机盘、燃烧室等高温部件,以及航空航天飞行器、火箭发动机、核反应堆、石化设备、煤炭转化等能量转化装置。
一.发展进程:
◆自1956年第一次试验GH3030高温合金以来,我国高温合金的研究、生产和应用已经走过了60年。开发过程可以分为三个阶段:
第一阶段:从1956年到20世纪70年代初,是高温合金在中国的起步和初始阶段。这一阶段主要是模仿以前苏联为主体的合金系列,如:GH4033、GH4049、GH2036、GH3030、k401和K403。
第二阶段:从20世纪70年代中期到90年代中期,是我国高温合金的改进阶段。在主要阶段,欧美型号的发动机主要是试制,以提高高温合金的生产工艺和产品质量控制。
第三阶段:从20世纪90年代中期至今,是我国高温合金发展的新阶段。在此阶段,应用和开发了一批新工艺,开发和生产了一系列高性能、高品位的新型合金。
二.研发和生产:
主要研究机构:钢铁研究总院、北京航空材料研究所、中国科学院金属研究所、北京科技大学、东北大学、西北工业大学等。
主要生产企业有:AVIC工业、钢铁研究与开发公司;科技有限公司、石莲有色金属有限公司、抚顺特殊钢有限公司、高钢特殊钢有限公司、第二重型机械集团万航模锻厂(二级)等。在此基础上,中国有能力自主研发高温合金新材料和新工艺。
三.市场需求:
◆虽然高温金属合金材料在中国已经发展了近60年,但行业发展仍处于成长阶段。由于高温金属合金材料领域的高技术含量,该行业的企业有着深厚的护城河。中国对高温金属合金的年需求量超过2万吨,年产量约1万吨,市场容量超过80亿元,其中进口占很大比例。未来20年,中国各类军用飞机的采购需求约为2800架,民用飞机的采购量约为5400架,相应的高温合金需求将超过1500亿架,加上对500亿台燃气轮机的需求,仅高温合金就有2000亿的市场空间。
四.发展状况:
◆生产能力和需求之间有两个差距:
(1)生产能力不足。目前,我国高温合金生产企业数量有限,生产能力与需求之间存在较大差距。燃气轮机、核能等领域的高温合金主要依靠进口。
(2)高端产品难以满足应用要求。我们之间有很大的差距

2018-12-17正是由于Incoloy 800为面心立方晶格结构。极低的碳含量和提高了的Ti:C 比率增加了结构的稳定性和******的抗敏化性以及抗晶间腐蚀性。950℃左右的低温退火保证了细晶结构。
所以Incoloy 800能耐很多腐蚀介质腐蚀。其较高的镍含量使其在水性腐蚀条件具有很好的抗应力腐蚀开裂性能。高铬含量使之具有更好的耐点腐蚀和缝隙腐蚀开裂性能。该合金具有很好的耐硝酸、有机酸腐蚀性,但是在硫酸和盐酸中的耐腐蚀性有限。除了在卤化物有可能发生点腐蚀外,在氧化性和非氧化性盐中有很好的耐腐蚀性。在水、蒸气以及蒸汽、空气、二氧化碳的混合物中也具有很好的耐腐蚀性。



 

2016-07-29     航空发动机被称为“工业之花”,是航空工业中技术含量最高、难度******的部件之一。作为飞机动力装置的航空发动机,特别重要的是金属结构材料要具备轻质、高强、高韧、耐高温、抗氧化、耐腐蚀等性能,这几乎是结构材料中最高的性能要求。
  
  高温合金是能够在600℃以上及一定应力条件下长期工作的金属材料。高温合金是为了满足现代航空发动机对材料的苛刻要求而研制的,至今已成为航空发动机热端部件不可替代的一类关键材料。目前,在先进的航空发动机中,高温合金用量所占比例已高达50%以上。
  
  自1956年第一炉高温合金GH3030试炼成功,迄今为止,我国高温合金的研究、生产和应用已历经60年的发展历程。60年的高温合金发展可以分为三个阶段。
  
  第一个阶段:从1956年至20世纪70年代初是我国高温合金的创业和起始阶段。本阶段主要是仿制前苏联高温合金为主体的合金系列,如:GH4033,GH4049,GH2036,GH3030,K401和K403等。
  
  第二个阶段:从20世纪70年代中至90年代中期,是我国高温合金的提高阶段。主阶段主要试制欧美型号的发动机,提高高温合金生产工艺技术和产品质量控制。
  
  第三阶段:从20世纪90年代中至今,是我国高温合金的全新发展阶段。本阶段主要是应用和开发了一批新工艺,研制和生产了一系列高性能、高档次的新合金。
  
  目前,我国的高温合金研究主要研究单位是钢铁研究总院、北京航空材料研究院、中国科学院金属研究所、北京科技大学、东北大学、西北工业大学等,主要生产企业有:中航工业、钢研高纳、炼石有色、抚顺特钢、高钢特钢和第二重型机械集团万航模锻厂(二重)等。在此基础上,我国已具备了高温合金新材料、新工艺自主研发和研究的能力。
  
  在现代先进的航空发动机中,高温合金材料用量占发动机总量的40%~60%。在航空发动机上,高温合金主要用于燃烧室、导向叶片、涡轮叶片和涡轮盘四大热段零部件;此外,还用于机匣、环件、加力燃烧室和尾喷口等部件。

2018-06-12       变形高温合金主要为航天、航空、核能、石油民用工业提供结构锻件、饼材、环件、棒材、板材、管材、带材和丝材。
变形高温合金是指可以进行热、冷变形加工,工作温度范围-253~1320℃,具有良好的力学性能和综合的强、韧性指标,具有较高的抗氧化、抗腐蚀性能的一类合金。按其热处理工艺可分为固溶强化型合金和时效强化型合金。

    1、时效强化型合金 
  使用温度为-253~950℃,一般用于制作航空、航天发动机的涡轮盘与叶片等结构件。制作涡轮盘的合金工作温度为-253~700℃,要求具有良好的高低温强度和抗疲劳性能。例如:GH4169合金,在650℃的最高屈服强度达1000MPa;制作叶片的合金温度可达950℃,例如:GH220合金,950℃的拉伸强度为490MPa,940℃、200MPa的持久寿命大于40小时。
  2、固溶强化型合金 
  使用温度范围为900~1300℃,最高抗氧化温度达1320℃。例如GH128合金,室温拉伸强度为850MPa、屈服强度为350MPa;1000℃拉伸强度为140MPa、延伸率为85%,1000℃、30MPa应力的持久寿命为200小时、延伸率40%。固溶合金一般用于制作航空、航天发动机燃烧室、机匣等部件。





2016-09-22

高温合金也称热强合金,按其基体元素分为镍基、铁基和钴基高温合金;按制备工艺分为变形和铸造高温合金;按强化方式分为固溶强化型、时效强化(沉淀)型、氧化物弥散强化型和纤维强化型高温合金。高温合金的主要特点是具有足够的高温强度,并在高温氧化性气氛或燃气条件下能够长期工作。为了满足不同用途对高温合金性能的要求,一般采用固溶强货和时效强化的方式对高温合金进行强化。固溶强化就是在Ni-Cr或Fe-Ni-Cr基体的固溶度范围内加入一定量的W、Mo、Nb、Ta、Co等元素,使之形成Ni基或Fe基复杂固溶体,从而导致基体晶格产生畸变,形成内应力,使位错运动受到牵制而产生固溶强化作用。时效强化就是在Fe基或Ni基基体中加入一定量的Al、Ti、Nb、C等元素,使其在热处理过程中从合金内部沉淀析出金属间化合物和不同类型的碳化物,从而产生强化作用。时效强化可以进一步提高高温强度。

高温合金牌号取自GB/T14992-1992、YB/T5246-1993、YB/T5248-1993。按标准规定,除化学成分和力能性能外,高温合金的主要质量指标还有以下性能。

低倍组织。在经酸浸的横向试片上无目视可见的缩孔痕迹、空洞、裂纹、针孔、夹杂等,并逐件进行超声波检验,棒材、饼材进行塔型发纹检验,均应符合规定。

高倍组织。部分棒材、板材进行晶粒度检验,其级别一般为3~7级或5~8级,或报实测数据。

表面质量。棒材表面无裂纹、折叠、结疤和夹渣,冷拉棒还应光滑、洁净;板材表面光滑平整,无疤痕、重皮、氧化皮、麻坑、过酸洗痕迹等;管材内外表面无裂纹、折叠、龟裂、轧折、分层、结疤等;丝材表面无锈蚀、油污。

2016-08-15高温合金冶炼 -高温合金冶炼

通过高温使组成高温合金材料的原材料熔融成合金的方法,是高温合金材料制备工艺之一。高温合金材料主要应用于航空和航天器的关键部件上,对材料要求较高。另外,高温合金的组元多,含有大量易氧化元素,对杂质元素和气体含量要求非常严格。因此,在冶炼高温合金时,必须选用精料,即原料中的硫、磷、铅、锡、砷、锑、铋和气体含量要低,且无锈无油污;原料和辅料都要经过烘烤,保证水分较低;还要选择合适的冶炼工艺,以保证材料的质量。

简史20世纪30~40年代,高温合金材料大多采用电弧炉或非真空感应炉单炼、普通铸锭工艺。这类冶炼工艺的优点是炉熔批量大,设备费用少,比较经济,高碱性渣脱硫效果好,可以使用返回料等。但是大气熔炼的主要缺点是:合金成分(特别是一些较活泼元素)由于烧损而不易控制;合金的气体含量较高,脱氧产物大量残留在钢中,炉衬和盛钢桶的耐火材料使合金受到污染;浇注过程中还发生二次氧化,在钢中形成夹杂、气泡等缺陷。因此,这类大气单炼工艺仅在早期低牌号高温合金(如中国牌号G112036、GH3030、GHll40、GH2132等)曾经采用过。

20世纪50年代以来,由于航空喷气发动机的发展,对材质提出了较高的要求,广泛地采用真空冶炼技术。真空感应炉熔炼的主要特点是,冶炼在真空下进行,能严格控制合金中的活泼元素(如铝、钛等)。真空冶炼创造了良好的去气条件,合金中的氢、氧、氮和夹杂物的含量低,有害杂质铅、铋、砷、锑等在真空中可以挥发,使合金得到提纯。GH4049、GHl51(中国)等合金就曾采用此工艺。真空感应炉冶炼也有不足之处:冶炼时使用坩埚,因此耐火材料就成为污染合金的来源。采用普通注锭工艺,钢锭的缩孔和疏松是不可避免的。钢锭在凝固时结晶缓慢,造成钢锭内部结晶组织和成分不均,垂直钢锭表面的结晶组织不利于热加工。

60年代初,高温合金材料生产中已大多采用二次重熔工艺。主要的二次重熔设备有电渣炉和真空白耗炉。

二次重熔工艺有电渣重熔和真空白耗重熔等。

(1)高温合金电渣重熔。是将一次单炼浇注的电极利用电流通过渣层产生电阻热进行二次熔炼。由于金属电极呈薄层形式熔化,金属熔滴与熔渣接触的比表面特别大,熔池的温度高达1800℃以上,保证了金属液与溶渣充分强烈作用,金属材料被有效地精炼,气体、杂质和非金属夹杂物被大量去除。由于结晶器水冷的作用,结晶速度快,减少了偏析。结晶过程中不断有液态金属补充,消除了钢锭中心疏松和减小头部的缩孔。适当调整和控制冶炼工艺,能得到自下而上沿轴向的柱状晶,可以改善钢锭的热加工性,这对于难变形的高温合金尤为重要。

(2)高温合金真空自耗重熔。是将一次单炼的电极作为负极置于真空系统中,水冷结晶器作为正极,通以低压直流电,利用电弧放出的热量使电极熔化,达到进一步精炼的目的。在电极熔化的同时,金属液在水冷结晶器内结晶,成为重熔的钢锭。重熔金属的纯度和钢锭的结晶组织,基本上与电渣重熔工艺相同,但真空白耗重熔的去气条件好一些,含铝、钛合金的成分均匀性容易保证。

根据工厂的设备条件和钢种特点,有各种不同的双联冶炼配合,形成不同的工艺路线。GH3039、GH3044、GH4033、GH2132和GH2135等合金,曾采用电弧炉加真空白耗炉双联工艺。GH2036、GH4033、GH2132和GHll40等合金,曾采用电弧炉加电渣炉双联工艺。GH2135、GH4049、GH4037和GH2130等合金,采用真空感应炉加电渣炉双联工艺。GH4133、G11698、GH220和GH4169等合金,采用真空感应炉加真空白耗炉双联工艺。有些高温合金的技术条件中规定,在冶炼母合金和二次重熔两个工序中,应有一个工序采用真空冶炼,以达到降低气体含量。

(3)其他。除上述冶炼工艺外,还有悬浮炉熔炼。真空下用感应加热,炉料与特制的水冷铜坩埚不接触,悬浮着熔化和精炼。由于整个熔炼过程不接触耐火材料,合金的纯度特别高。TiAl等金属间化合物中铝、钛元素十分活泼,容易与坩埚的耐火材料起反应,必须采用此工艺冶炼。此外,还有电子束炉熔炼、等离子炉熔炼等新工艺。利用高速电子或等离子轰击母材产生热量进行重熔。此类熔炼工艺的真空度较高,又能较好地控制熔化和结晶过程,因此去除气体、夹杂物及有害杂质的效果比真空白耗重熔好。但是,设备和生产费用较高,易挥发元素的控制等问题尚未完全解决,所以此类工艺在高温合金中使用得还少。

2016-11-19组织
镍基合金的显微组织特点及其发展情况见图3,合金中除奥氏体基体外,还有在基体中弭散分布的g'相,在晶界上的二次碳化物和在凝固时析出的一次碳化物和硼化物等。随着合金化程度的提高,其显微组织的变化有如下趋势:g'相数量逐渐增多,尺寸逐渐增大,并由球状变成立方体,同一合金中出现尺寸和形态不相同的g'相。在铸造合金中还出现在凝固过程中形成的g+g'共晶,晶界析出不连续的颗粒状碳化物并被g'相薄膜所包围,组织的这些变化改善了合金的性能。
现代镍基合金的化学成分十分复杂,合金的饱和度很高,因此要求对每个合金元素(尤其是主要强化元素)的含量严加控制,否则会在使用过程中容易析出有害相,如s、µ相(图4),损害合金的强度和韧性。
在镍基铸造高温合金中发展出了定向结晶涡轮叶片和单晶涡轮叶片(图5)。定向结晶叶片消除了对空洞和裂纹敏感的横向晶界,使全部晶界平行于应力轴方向,从而改善了合金的使用性能。单晶叶片消除了全部晶界,不必加入晶界强化元素,使合金的初熔温度相对升高,从而提高了合金的高温强度,并进一步改善了合金的综合性能。
生产工艺
镍基合金,特别是沉淀强化型合金含有较高的铝、钛等合金元素。通常采用真空感应炉熔炼,并经真空自耗炉或电渣炉重熔。热加工采用锻造、轧制工艺,对于高合金化合金,由于热塑性差,则采用挤压开坯后轧制或用软钢(或不锈钢)包套直接挤压工艺。铸造合金通常用真空感应炉熔炼母合金,并用真空重熔-精密铸造法制成零件。
变形合金和部分铸造合金需进行热处理,包括固溶处理、中间处理和时效处理,以Udmet 500合金为例,它的热处理制度分为四段:固溶处理,1175℃,2小时,空冷;中间处理,1080℃,4小时,空冷;一次时效处理,843℃,24小时,空冷;二次时效处理,760℃,16小时,空冷。以获得所要求的组织状态和良好的综合性能。

2017-10-08

任何一件产品都是从无到有,然后再慢慢发展的一个过程,当然对于GH3044来说也是如此。现在就简述一下他在国内的发展历程。当然它的发展是伴随着工业的产生而产生的,因为在这次的工业生产当中需要使用到这样的产品,所以才会有厂家进行生产制造,而且也会随着工业对于产品要求的提高及产品质量也需要不断的改进,竟然才能够满足工业生产的需要。

首先,GH3044最开始应用于船舶机械行业当中,当然是因为这些行业发展比较早,所以需要使用到该产品,这也就使得它应运而生。而随着生产的发展以及科技的不断进步,航天航空等行业也不断的发展起来,所以该产品由凭借着它的优势性能应用于该行业当中。

其次,随着工业生产要求的提高,相信GH3044也会不断的改进,以满足工业的使用需要。所以对于该产品来说,它经历了一个从无到有的过程,并且在产生之后不断的改进,相信在未来的发展当中,他还会性能更优,产品质量更好,甚至可能会应用于其他的新兴行业。这就是GH3044的发展历程,可以说它在工业发展当中所做出的贡献是非常巨大的。

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