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来源 : www.alloy-east.com   发布时间 : 2019-01-07

 目前对巴氏合金温时效/温成型的研究体现在材料强度和残余应力松弛上面,鉴于此,本次试验针对巴氏合金在不同温度载荷下的应力松弛特点,探求了巴氏合金温时效/温成型规律。

  一:试验方法

  将巴氏合金进行热处理,在进行室温下水淬,等温保温试验中的温度载荷分布选择353、393、413K,此时材料力学性能下降不明显甚至得到改善,采用X射线衍射仪无损测试试样表面残余应力,最后将试样置于某一温度下充分保温20h后,采用裂纹柔度法测量厚度方向的内部残余应力。

  二:试验结果与分析

  通过认为应力松弛过程中,热激活启动了位错运动式的材料发生塑性变形,从而残余应力不断减小,此时位错增殖所需的热激活能增加,塑性变形速率逐渐变低,故残余应力松弛速率随着松弛时间的增加而减小。在温度翟和恒定时,除加工工艺等造成的复杂初始应力状态外,表面残余应力与时间呈现出简单的线性对数关系。

  采用线切割机与裂纹柔度法得到试样内的残余应力分布测试结果,可见,在温时效下巴氏合金内部残余应力松弛规律与机械拉伸应力消减工艺下应力消减规律相似,且由于应力测试结果与机械拉伸试验数据相比,393、413K下保温20h后其应力松弛率分布达到机械拉伸量的1%与1.5%左右时的消减效果。

  三:试验结论

  ①发生显著的应力松弛受一临界温度影响,此温度位于353-393k。

  ②在行的温度载荷下,应力松弛与时间呈线性对数关系,但是初始残余应力例外。

  ③应力松弛速率随温度升高而增加,随着保温时间增加而减小,松弛主要发生在初期若干小时内,之后迅速趋于稳定。

  ④应力松弛量与速率主要由温度与初始应力水平控制,温度越高,初始应力越大,则初始应力松弛速率就越快,且应力松弛量也越大。


 

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2016-06-14      高温合金的发展历史,是人类孜孜不倦追求进步的真实写照。高温合金的开发从1940年左右燃气轮机的实际应用开始,至今50多年。高温合金的使用温度以平均每年提高10℃的Z温度增加,从当初的650℃发展到今天的门00℃左右。
      在以前,从最早使用的铁基高温合金(亦即耐热钢)、钻基合金,至5年代又开发出被誉为“发动机心脏”的镍基高温合金,在这三不合金中,镍基高温合金是目前使用最为广泛、使用温度最高的卡金材料。为了兼顾抗氧化性及热强性,科研工作者近年来还开用了计算机辅助设计进行合金成分的确定,从而使高温合金分成分渐趋完全合理化。
      在制造工艺上,定向凝固技术,快速凝固技术,粉末冶金,机械合金化等工艺都分别应用于高温合金的话备,使其性能不断提高。
      在许许多多的用途中,高温合金在喷气发动机及燃气轮秒中的应用最引人注目。由于内燃机的热效率在很大程度上决定于燃气进口温度与出口温度之差,该值越大,热效率越高。而辩效率若增高1%,其节能和提高功率的意义也是非凡的。燃炽温度的提高,受制于材料的耐热温度,这是人们一直在寻求提高高温合金使用温度的根本原因之一。
      随着材料的进步以及冷却技术及制备技术的提高,祸轮进口温度已从50年代的800℃发展到1400℃左右,这也是高温合金使用温度最高、效果最显著的领域之一。热效率也相应地从20%升高到30%。

2016-12-09     航空航天飞行器常用的变形高温合金主要有GH3030、GH3044、GH3128、GH3170(GH170)、GH3181、GH4199(GH99)、GH4202、GH586等,这些合金虽然具有良好的综合性能,但是在1100℃时强度都不超过90MPa,限制了其部分应用。1984年,美国Haynes国际工业公司开发了一种可在1100℃ 使用的固溶强化型镍基变形高温合金Haynes230。它是一种综合性能优良的Ni-Cr-W系高温合金,名义成分为Ni-22Cr-14W-0.5Mn-0.4Si-0.02La,合金中加入了大量的W、Cr等难熔合金化元素以提高基体的强度,同时添加少量的C以形成碳化物来阻碍晶粒长大和强化晶界。该合金在1100℃的高温强度可达135MPa、延伸率可达85%,但目前国内获得的商业级Haynes230合金在1100℃的高温强度仅为90MPa左右,与国内合金水平相当。
  2005年以来,研究人员以1100℃用高温合金为目标,避开γ′相沉淀强化型镍基高温合金的变形抗力大、热加工性能差及在高温(﹥0.6T熔)下γ′相的溶解失效问题,结合成分设计理论、合金元素作用原理、成分计算及试验分析工作,设计开发了一种固溶强化型镍基合金Ni-20Cr-18W-Mo(以下简称试验合金)。科研人员以该合金为研究对象,对其综合性能进行了实样检测,通过检测结果系统地分析合金性能特点,为合金应用奠定基础。
  采用真空感应熔炼+真空白耗电极电弧熔炼双联工艺制备试验合金母合金,得到50kg的Φ100mm铸锭,表面见光后从铸锭顶部半径的1/2处取样进行ICP化学成分分析,得到试验合金主要成分为Cr2O.34%、w18.O3%、Mo1.21%、A10.43%、C0.08%、Ni余量。为了减少合金的偏析程度,对铸锭进行1200℃×24h均匀化处理。处理后铸锭加热到1250℃开坯锻造成25mm厚锻件,合金锻造变形量6O%;锻件截取一半热轧成5mm厚板材;剩余锻件及板材在1270℃真空固溶处理保温2h后水淬,线切割试样。试验结果如下:
  (1)Ni-20Cr-18W-Mo合金在高温条件下的热物特性(如热膨胀系数)优于Haynes230等合金。
  (2)Ni-20Cr-18W-Mo合金具有较优异的高温强度及塑性,1100℃时抗拉强度/延伸率可达到131MPa/66.2%,优于商业级Haynes230合金的强度,与Haynes230公布的最高强度基本相当。
  (3)Ni-20Cr-18W-Mo合金在1100℃的氧化速率为0.064g/(m2·h),为完全抗氧化级。
  (4)Ni-20Cr-18W-Mo合金在1100℃、3OMPa条件下初始蠕变阶段和加速蠕变阶段持续时间较长,而稳态蠕变阶段持续时间较短,说明合金高温变形的加工硬化时间和回复软化时间较长。
  (5)试验合金的性能与现有合金相比具有一定优势,但必须注意到目前该合金的相关检测数据都是在铸锭质量及尺寸相对较小的情况下测得的,对于更

2018-09-14      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。

2017-02-25我们之前推出的特钢报告对整个特钢行业做出了全面的梳理,本篇报告则重点关注高温合金的发展现状和未来,以及下游航空航天核电和军工领域大发展对高温合金带来巨大的需求空间,我国相关的高温合金企业面临巨大的进口替代空间和行业发展空间,对相关标的维持推荐。
我国钢铁产业已经进入成熟阶段,普通大类特钢整体产量也进入峰值区间。2015上半年,中国特钢协会成员单位粗钢产量为6222万吨,同比减少2.91%。其中,普通钢同比减少4.14%,优质钢同比减少1.16%,特殊钢同比减少3.69%。特钢行业当前处于较为低效的运行状态,低端产品相对过剩,而高端产品相对不足。未来特钢行业的重点发展方向仍然是高端非标定制化产品。

高温合金作为工业皇冠上的明珠材料,是特钢领域中最为高端的产品之一。

高温合金材料最初主要应用于航空航天领域,由于其良好的耐高温,耐腐蚀等性能,逐渐被应用到电力,船舰,汽车,冶金,玻璃制造,原子能等工业领域,从而大大的拓展了应用领域。随着高温合金的发展,新型高温合金材料的出现,高温合金的市场需求处于逐步扩大和增长的趋势。从全球范围而言,高温合金年消费量达到28万吨,市场空间超过100亿美元。主要应用在航空航天领域(55%),其次是能源电力领域(20%),再次是机械汽车领域(10%)。而这一需求量随着未来全球高端工业发展将会继续提升。

我国高温合金经过之前的快速发展,当前已经初具万吨左右的规模,未来随着我国国防军工航空航天等领域高端需求快速增长,高温合金面临着巨大的需求增长空间和进口替代空间。近今年来,我国大力推进的大飞机国产化和核电国产化等行业规划将会给高温合金带来巨大的需求空间。谨慎保守估计,未来20年我国每年高温合金的年平均需求量将会达到3.5万吨,需求总量将超过70万吨,其中航空发动机领域25万吨左右,燃气轮机领域12万吨左右,汽车领域21万吨左右,核电领域6万吨左右,市场空间有望继续提升。

2022-09-08一、锌合金压铸件表面有花纹,并有金属流痕迹产生原因:
1、通往铸件进口处流道太浅。
2、压射比压太大,致使金属流速过高,引起金属液的飞溅。
调整方法:
1、加深浇口流道。
2、减少压射比压。  
二、锌合金压铸件表面有细小的凸瘤产生原因:
1、表面粗糙。
2、型腔内表面有划痕或凹坑、裂纹产生。
调整方法:
1、抛光型腔。
2、更换型腔或修补。  
三、铸件表面有推杆印痕,表面不光洁,粗糙产生原因:
1、推件杆(顶杆)太长;
2、型腔表面粗糙,或有杂物。
调整方法:
1、调整推件杆长度。
2、抛光型腔,清除杂物及油污。  
四、锌合金压铸件表面有裂纹或局部变形产生原因:
1、顶料杆分布不均或数量不够,受力不均:
2、推料杆固定板在工作时偏斜,致使一面受力大,一面受力小,使产品变形及产生裂纹。
3、铸件壁太薄,收缩后变形。
调整方法:
1、增加顶料杆数量,调整其分布位置,使铸件顶出受力均衡。
2、调整及重新安装推杆固定板。 

2018-05-02末冶金是制取金属或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料,经过成形和烧结,制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。广义的粉末冶金制品业涵括了铁石刀具、硬质合金、磁性材料以及粉末冶金制品等。狭义的粉末冶金制品业仅指粉末冶金制品,包括粉末冶金零件(占绝大部分)、含油轴承和金属射出成型制品等。
 究竟什么是“粉末冶金”,看完这个就明白了 !
工艺特点
1、 制品的致密度可控,如多孔材料、好密度材料等;
2、 晶粒细小、显微组织均匀、无成分偏析;
3、 近型成形,原材料利用率>95%;
4、 少无切削,切削加工仅40~50%;
5、 材料组元可控,利于制备复合材料;
6 、制备难溶金属、陶瓷材料与核材料。
工艺基本流程
1、制粉
制粉是将原料制成粉末的过程,常用的制粉方法有氧化物还原法和机械法。

2、混料
混料是将各种所需的粉末按一定的比例混合,并使其均匀化制成坯粉的过程。分干式、半干式和湿式三种,分别用于不同要求。
3、成形
成形是将混合均匀的混料,装入压模重压制成具有一定形状、尺寸和密度的型坯的过程。成型的方法基本上分为加压成型和无压成型。加压成型中应用最多的是模压成型。
4、烧结
烧结是粉末冶金工艺中的关键性工序。成型后的压坯通过烧结使其得到所要求的最终物理机械性能。烧结又分为单元系烧结和多元系烧结。除普通烧结外,还有松装烧结、熔浸法、热压法等特殊的烧结工艺。

5、后处理
烧结后的处理,可以根据产品要求的不同,采取多种方式。如精整、浸油、机加工、热处理及电镀。此外,近年来一些新工艺如轧制、锻造也应用于粉末冶金材料烧结后的加工,取得较理想的效果。

主要应用
粉末冶金产品的应用范围十分广泛,从普通机械制造到精密仪器;从五金工具到大型机械;从电子工业到电机制造;从民用工业到军事工业;从一般技术到尖端高技术,均能见到粉末冶金工艺的身影.
>>>>典型应用-汽车行业
汽车上大量应用了粉末冶金零部件
1.发动机部件
为了提高燃油经济性与控制排放,汽车发动机的工作条件变得更加严酷。使用粉末冶金的阀座、阀导向、VCT和链轮等,能够具备高强度、高耐磨损性和优良的耐热性。
进、排气门座

2.变速器部件
将近终成形的同步器齿环与双重摩擦材料和高强度材料相结合,制作了世界上第一个离合器毂。此外,通过高温烧结的方法,制造了高强度的零部件,如手柄式换挡齿轮和换挡拨叉。
汽车中粉末冶金变速器部件主要有:同步器轮毂、同步器环、泊车部件、列移位部件和控制杆等

3、减振器部件
汽车、摩托车的减振器中,活塞杆及活塞导向阀等都是重要的零部件。考虑到减振器的稳定阻尼力,使用粉末冶金零件,具有高精密薄板表面,能够减少摩擦,保障操纵的稳定性,提高乘坐舒适性。
减震器零件
一个视频简单的介绍了传统粉末冶金全过程 从车材变粉末然后压制烧结加工最后成为汽车零件,由GKN制作。
>>>>典型应用-航空航天工业
航空工业中所使用的粉末冶金材料,一类为特殊功能材料,如摩擦材料、减磨材料、密封材料、过滤材料等等,主要用于飞机和发动机的辅机、仪表和机载设备。另一类为高温高强结构材料,主要用于飞机发动机主机上的重要结构件。
航空刹车副-BY2-1587
航空过滤器
  
>>>>典型应用-家用电器
有些家用电器材料和零件只能用粉末冶金方法来制造,如冰箱压缩机洗衣机、电风扇等中的多孔自润滑轴承;有些家用电器材料和零件用粉末冶金方法来制造质量更好、价格更低,如家用空调排风扇和吸尘器中的复杂形状齿轮和磁体等。

2020-03-02高温合金在机械加工中又被称为耐热合金。由于它具有良好的高温强度、热稳定性和抗疲倦性能,能在高温氧化氛围或燃气条件下工作,而得到普遍的应用。高温合金切削加工性能较差,主要表如今塑性变形大、切削力大、切削温度高、冷硬现象严重,刀具很容易产生粘结、扩散、边境和沟纹磨损的状况。

  下面我们就来详细引见一下机械加工中高温合金如何停止车削。高温合金车削刀具用普通高速钢车削高温合金,刀具耐用很低。若采用高钒、高碳、含铝和钴高速钢,刀具耐用度将比拟高。硬质合金是车削高温合金的主要刀具资料。应选用细颗粒或超细颗粒的YG类硬质合金。



  硬质合金刀具前角普通为10°左右,精车时为0°-5°。由于铸造高温合金的切削加工性更差,前角应该更小一些,为0°左右。前刀面方式,多为直线圆弧形和圆弧形。为了有较好的断屑效果。高温合金加工硬化严重,必需坚持刀刃尖利,不允许有锯齿等缺陷,普通不鐾磨出负倒棱,如要鐾出,也要比切削普通钢材要小。



  切削用量车削高温合金也同样有与******切削温度相对应的切削速度。用硬质合金车刀切削高温合金的切削速度为(10-60)m/min.铸造高温合金采用较低的切削速度,变形高温合金采用较高的切削速度。粗车时切削深度为(3-7)mm,精车时(0.2-0.5)mm.为了防止在硬化层上切削,进给量应大于0.1mm/r.

2019-07-12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。

2017-11-27GH3128(GH128)是以钨、钼固溶强化并用硼、铈、锆强化晶界的镍基合金,具有高的塑性,较高的持久蠕变强度以及良好的抗氧化性和冲压、焊接等性能。
GH3128(GH128) 材料的技术标准
GJB 1952-1994 《航空用高温合金冷轧薄板规范》
GJB 2612-1996 《焊接用高温合金冷拉丝材规范》
GJB 3317-1998 《航空用高温合金热轧板规范》

2016-11-25在外磁场作用下容易磁化、去除外磁场后磁感应强度(磁感)又基本消失的磁性合金。磁滞回线面积小且窄,矫顽力(Hc)一般低于10 Oe(见精密合金)。19世纪末用低碳钢板制造电机和变压器铁芯。1900年磁性更高的硅钢片很快取代了低碳钢,用来制造电力工业的产品。1917年出现了Ni-Fe合金以适应当时电话系统的需要。后来又出现了具有不同磁特性的Fe-Co合金(1929)、Fe-Si-Al合金(1936)和Fe-Al合金(1950)以满足特殊用途。中国于1953年开始生产热轧硅钢片。50年代末开始研究Ni-Fe和Fe-Co等软磁合金,60年代陆续开始生产一些主要的软磁合金。70年代开始生产冷轧硅钢带。

软磁合金的主要磁特性 是:①矫顽力(Hc)和磁滞损耗(Wh)低;②电阻率(ρ)较高,涡流损耗(We)低;③起始磁导率(μ0)和******磁导率(μm)高;某些合金在低磁场范围内磁导率(B/H)保持恒定;④饱和磁感(Bs)高;⑤某些合金磁滞回线呈矩形,矩形比即剩磁/******磁感(Br/Bm)高。这些磁性能同合金的结构状态和成分密切相关。合金中的碳、硫、氮和氧等杂质对磁性特别有害,因为它们使晶格畸变,难以磁化,碳和氮还会引起磁时效现象。软磁合金一般要求成品晶粒尺寸大,以便降低Hc和Wh值。一般铁磁性金属的磁性随晶轴方向不同而异,如铁的<100>方向易于磁化,<111>方向难于磁化。因此控制晶粒取向可以在材料的特定方向获得更好的磁性能。铁的电阻率(ρ)低,添加某些合金元素可以提高ρ 值,加硅和铝的效果最为明显。在铁中加入任何合金元素(除钴外),都会使它的饱和磁感Bs降低。

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