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来源 : www.alloy-east.com   发布时间 : 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


 

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2016-09-08据新华社电,6日,中国空军运-20飞机授装接装仪式在空军航空兵某部举行,中央军委副主席许其亮出席仪式。空军新闻发言人申进科表示,我国自主发展的运-20飞机正式列装空军航空兵部队,标志着空军战略投送能力迈出关键性一步。中投证券认为,运-20是中航飞机[-0.31% 资金 研报](000768,股吧)拳头产品,新型飞机服役将带动上游航材需求,高温合金、钛材和航空锻件需求有望提升。

运-20飞机是空军战略性、标志性、引领性装备,是我国自行研制的一种200吨级大型、多用途运输机,可在复杂气象条件下,执行各种物资和人员的长距离航空运输任务。该机的顺利研制并正式列装部队,实现了空中战略投送装备自主发展重大突破,标志着我国航空设计制造能力迈上新台阶,对推进我国经济和国防现代化建设,提高空军战略投送能力具有重要意义。

中投证券研报显示,运-20从开始研制到交付仅仅用了8年,表明我国航空工业的巨大进步。运-20等新型飞机研制成功将拉动上游材料需求,有望改善相关供应商整体盈利水平。其中,高温合金和钛材有望率先受益。

另外,我国发动机项目也在抓紧研制中,对材料需求构成支撑。从最新动态来看,7月4日至5日,工信部在上海组织召开大型客机发动机验证机项目初步设计评审暨转入详细设计阶段会议。工信部副部长辛国斌表示,要把握机遇,充分认识我国航空发动机发展的战略意义,积极推动验证机研制各项工作,全面完成详细设计阶段任务。另外,北京市工商局企业信用信息公示系统显示,中国航空发动机集团有限公司已于5月31日成立,注册资本500亿元。

航空发动机项目的快速推进和下游需求增长,为高温合金材料带来巨大需求。据券商研报介绍,高温合金占发动机总重量的40%-60%,航空发动机推重比的提高,70%以上的贡献来自材料技术。目前来看,全球范围内能够生产航空航天用高温合金的企业不超过50家,整个行业具有较为明显的寡头特征。对于涉及航天航空应用领域的高温合金钢产品,发达国家均对外进行严密管控。

为提升高温合金材料技术,工信部发布了《国家增材制造产业发展推进计划(2015-2016年)》 ,明确要求突破高温合金等材料技术。随着海空军装备建设提速,以及民用航空市场需求增长,我国发动机及燃气轮机需求规模将超万亿,高温合金需求有望超过2000亿元。券商研报认为,万泽股份[0.00% 资金 研报](000534,股吧)通过引入核心技术团队,战略转型高温合金领域,在高温合金母合金技术研发方面已成功熔炼近300 炉,建立了超高纯度高温合金熔炼核心技术体系。钢研高纳[-0.68% 资金 研报](300034,股吧)主要从事航空航天材料中高温合金材料的研发、生产和销售,具有国内几乎所有牌号高温合金生产的技术和能力。

2018-06-26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。

2016-11-25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。

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。

2018-09-14    碳化钨顾名思义是碳和钨反应的生成物.最早由德国的科学家发明的.在实际的使用中,由于其硬度高,很脆,所以需添加一种软的金属来作为粘结剂,最常用的是钴,也可用镍.碳化钨的硬度很高,所以很耐磨,因此大量用于机床的刀具,石油矿山的钻探设备,关键的耐磨损件设备等.但其耐腐蚀能力是个大问题.
镍基合金顾名思义是以镍为主要成份的合金.最初是为耐腐蚀而开发的,主要是镍合金和镍-铜合金(也叫蒙奈尔合金).后来又开发出了镍-铬合金等用于航空航天的涡轮发动机.市面上常见的还有哈氏合金,因可奈尔合金,Incology合金等,都是比较贵的不锈钢.镍基合金的耐腐蚀,耐高温的能力是很强的,但其铸造性能却比较差.高镍合金(含镍超过45%)目前西方对中国还是技术封锁的,由此可见其使用价值.

2016-11-19

高温合金电渣质量是影响其成材率的一个重要因素。高温合金因其合金比很高,熔点很低,电渣重熔时钢渣熔点差距小,经常出现锭身夹渣、裹渣现象。很多高温合金有较高的Al、Ti元素,电渣烧损严重,很难控制。

电渣时使用预熔渣代替配制粉渣有以下几个优点,一、稳定了渣的成分,二、不易吸收水份,起弧化渣电流稳定、时间短,改善钢锭底部质量,三、不易崩渣,提高操作安全,降低粉尘污染。实验使用的预熔渣颗粒尺寸为0~10mm大小,凝固温度约1200℃,在1700℃ 电导率为3.5(Ω-1cm-1),化学成分见表1。实验重熔用GH3128、GH2132母电极化学成分见表2。表1 预熔渣化学成分/% 名称 CaF2 Al2O3 CaO MgO TiO2 重量比 48±3 22±2 20±2 5±0.8 3±0.6 名称 FeO SiO2 C H2O(650℃) 其它杂质 重量比 ≤0.15 ≤0.6 ≤0.03 ≤0.06 余量 表2 GH3128、GH2132电极棒主要化学成分/wt% GH3128 元素 C Cr Si W Mo Al Ti Fe Ni — 成分 0.03 20.52 0.52 8.24 8.04 0.76 0.59 0.51 余 — GH2132 元素 C Cr Si Mn Mo Al Ti V Ni Fe 成分 0.077 15.47 0.41 1.53 1.28 0.19 2.16 0.37 25.68 余 采用新预熔渣将GH3128、GH2132母电极在大气气氛电渣炉重熔。GH2132合金重熔过程中6组实验均匀加入了不同量的脱氧Al粉。对电渣锭的头尾,从表面到中心进行了Al、Ti等元素的化学分析和光谱扫描。实验结果表明:(1)使用此预熔渣重熔GH3128、GH2132合金,可以大大的提高钢锭的表面质量,降低电渣废品率。(2)GH3128合金使用本预熔渣重渣后钢锭表面质量良好,无任何明显夹渣、裹渣、渣沟现象。此预熔渣熔点约1200℃,GH3128合金熔点在1340℃~1390℃之间。熔点差100℃~200℃,更有利于渣钢分离,形成光滑的钢锭表面。此预熔渣可以很好地控制GH3128合金的Al、Ti、Si的烧损,对含Ti元素1%左右的高温合金有很好的适用性。 (3)使用本预熔渣电渣6炉GH2132合金,6支电渣锭表面质量良好,无渣沟等冶金缺陷。此预熔渣对GH2132电渣过程中合金Ti元素烧损有一定的抑制作用,通过合理工艺控制,仍有10%左右的烧损率,因此要合理控制母材合金成分。

2020-04-14  连续增强的精密合金材料以溢价提供******的强度和刚度。先进飞机的起落架可以使用连续增强的精密合金材料来减轻重量和增加环境阻力。其他候选应用包括超音速飞机外壳和需要高温强度的发动机结构。不连续增强的金属复合材料,包括晶须或颗粒,提供了更高的强度和刚度,但比未增强的金属成本更高。精密合金材料可以在轻载、刚度关键的机身部件中找到应用,在这些部件中,增强的疲劳或抗断裂能力并不是必需的。例子包括惯性制导系统,舵,逃生舱口,和飞机液压系统。
  具有连续增强的精密合金材料在纤维基体相容性、纤维成本、纤维尺寸和纤维涂层技术方面存在问题。还有一些尚未解决的问题与固结技术相关的是生产和制造成本,包括加工后的成型、成形和加工,以及设计性能的建立。晶须和颗粒微芯片需要专门设计的模具进行初级加工。实现颗粒的均匀分散和生产控制或减少晶须或颗粒大小是困难的,加工成本高。
  精密合金材料生产微型机的主要障碍是它们的高成本。其他障碍包括机械性能测量缺乏标准化和加工困难。过程开发和标准化对于连续和不连续的精密合金材料都是必需的。其他约束包括低断裂韧性和较差的横向力学性能。由于这些限制只能小众应用,但不是主要使用。精密合金材料在下一代商业运输飞机,此外精密合金材料在商用飞机上的第一个应用最有可能是在发动机上。

2022-06-26电热丝的电阻率有一个合适的范围。如果电阻率太大或太小,则需要一根很短或很长、很薄或很厚的电热丝,这使得制造和使用大功率和小功率的电加热器变得困难。
加热丝的一个重要参数是表面功率。如果电阻率太大,当施加一定电流时,表面功率会很大。因此,小功率电器选用小直径、小电流,但电流取决于电阻。计算了加热丝的长度和直径。
大型工业电炉使用电加热带是为了增加表面积,保证表面功率不超标。同时,为了保证高功率,必须有足够的电流,以便综合考虑每个电加热带的长度、横截面积和形状。
因此,在设计电加热器时,电加热器使用的电热丝(带)需要许多功率因素。
本电加热器所需功率电加热器技术要求
...... 所用材料的允许表面功率该材料的发热丝横截面积(皮带)发热丝长度电热丝形状(直线、螺旋、折线、绕组等)等。
一些特殊的电加热器,如电热毯,需要较大的散热面积和较低的单位功率。如果使用通常的镍铬和铁铬铝电热丝,则需要横截面积极细的电热丝,而这是根本无法制造的。因此,电热毯由锰铜线制成。锰铜线的电阻率比铁铬铝的电阻率小得多,所以它有足够的长度。
事实上,通过比较大小灯泡,可以一目了然地看出这种电加热器所需的电阻以及加热线的厚度和长度。

2017-11-18GH5605高温合金、GH5605精密合金、GH5605耐蚀合金
合金牌号:GH5605
高温合金化学成分%
C 0.05-0.15
Cr 19.00-21.00
Ni 9.00-11.00
W --
Mo 1.00-1.50
Al 0.20-0.60
Ti 1.70-2.40
Fe 余
Nb--
B---

2018-08-06 随着现代科学技术的发展,各种高硬度的工程材料越来越多地被采用,而传统的车削技术难以胜任或根本无法实现对某些高硬度材料的加工。涂层硬质合金、陶瓷、PCBN等超硬刀具材料因其具有很高的高温硬度、耐磨性和热化学稳定性,这为高硬度材料的切削加工提供了最基本的前提条件,并在生产中取得了明显效益。
  超硬刀具采用的材料及其刀具结构和几何参数是实现硬车削的基本要素,因此,如何选择合金磨头,设计出合理的刀具结构和几何参数对稳定实现硬车削是十分重要的。
  超硬刀具的刀片结构及几何参数
  刀片形状及几何参数的合理确定对充分发挥刀具切削性能是至关重要的。按刀具强度而言,各种刀片形状的刀尖强度从高到低依次为:圆形、100°菱形、正方形、80°菱形、三角形、55°菱形、35°菱形。刀片材料选定后,应选用强度尽可能高的刀片形状。硬车削刀片也应选择尽可能大的刀尖圆弧半径,用圆形及大刀尖圆弧半径刀片粗加工,精加工时的刀尖圆弧半径约为0.8µm左右。
  淬硬钢切屑为红而酥软的缎带状,脆性大,易折断,不粘结,淬硬钢切削表面质量高,一般不产生积屑瘤,但切削力较大,特别是径向切削力比主切削力还要大,所以,刀具宜采用负前角(go≥-5°)和较大的后角(ao=10°~15°)。主偏角取决于机床刚性,一般取45°~60°,以减少工件和刀具颤振。
  超硬刀具切削参数及对工艺系统的要求
  1、切削参数的选择
  工件材料硬度越高,其切削速度应越小。使用超硬刀具进行硬车削精加工的适宜切削速度范围为80~200m/min,常用范围为10~150m/min;采用大切深或强力断续切削高硬度材料,切速应保持在80~100m/min。一般情况下,切深为0.1~0.3mm之间。
  加工表面粗糙度低的工件,可选小的切削深度,但不能太小,要适宜。进给量通常可以选择0.05~0.25mm/r之间,具体数值视表面粗糙度值和生产率要求而定。当表面粗糙度Ra=0.3~0.4µm时,采用超硬刀具进行硬车削比用磨削经济得多。
  2、对工艺系统的要求
  除选择合理的刀具外,采用超硬刀具进行硬车削对车床或车削中心并无特殊要求,若车床或车削中心刚度足够,且加工软的工件时能得到所要求的精度和表面粗糙度,即可用于硬切削。为了保证车削操作的平稳和连续,常用的方法是采用刚性夹紧装置和中等前角刀具。若工件在切削力作用下其定位、支承和旋转可以保持相当平稳状态,现有的设备就可采用超硬刀具进行硬车削。
  经过多年的研究和探索,我国在超硬刀具方面取得了很大的进展,但是,超硬刀具在生产中的应用还不广泛。原因主要有以下几个方面:生产企业、操作者对采用超硬刀具进行硬车削的效果了解不够,普遍认为硬材料只能磨削;认为刀具成本太高。硬车削最初的刀具成本比普通硬质合金刀具高(如PCBN比普通硬质合金贵十多倍),但其分摊在每个零件上的成本比磨削还低,且带来的效益比普通硬质合金要好得多;对超硬刀具加工机理研究不够;超硬刀具加工的规范不足以指导生产实践。
  因此,除了对超硬刀具加工机理进行深入研究外,还必须加强超硬刀具加工知识的培训、成功经验演示及严格操作规范,使这种高效、洁净的加工方法更多地应用于生产实际。

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