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当前位置:首页 > 新闻信息 > 公司新闻 > 单晶铸造高温合金高温合金铸造材料的特性

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来源 : www.alloy-east.com   发布时间 : 2020-11-09

    单晶铸造高温合金是一种独特的铸造高温合金。它的整个铸件由一个晶粒组成,是高温合金定向凝固铸造后提高合金强度和使用温度的一种途径。目前,这种铸造高温合金已广泛应用于航空发动机叶片材料。
    在这种情况下,除了横向强度和塑性外,单晶铸造高温合金的性能没有明显改善。
然而,随着时间的推移和技术的进步,具有晶界强化元素的单晶铸造高温合金应运而生。由于合金初始熔化温度的提高,可以提高固溶处理温度,获得更细、更分散的y′相,充分发挥了合金的潜力。
    后来,单晶铸造高温合金的种类越来越多,其性能特点也越来越显著。不仅可以降低晶界强化元素的含量,而且合金中不含碳化物和硼化物,使初熔温度尽可能提高。此外,在高温均匀化处理的帮助下,初生γ和γ-γ共晶消失,并在适当时效处理后调整复合γ相的晶粒尺寸。金可以保持足够的热腐蚀抗力和良好的加工性能。
      此外,单晶铸造高温合金具有各向异性,不同方向的合金晶体生长状态也不同。利用现有工艺制备单晶铸造高温合金有两种方法,即晶种法和选晶法。用这种方法可以得到许多单晶铸件。

 

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2020-03-24精密合金机械法细晶工艺包括振动法和搅拌法。振动法可以采用机械振动,电磁或超声波振动等,而搅拌法采用铸型旋转振动,即周期性地改变铸型的旋转方向和旋转速度。精密合金机械法细晶工艺的原理是在高温合金凝固时,迫使枝晶折断、破碎,成为结晶核心,增加形核数量,使晶粒数量增多,尺寸减小,达到细化晶粒的目的。

精密合金材料采用机械搅拌法,在合金凝固过程,通过搅拌,剪断树枝晶,产生许多形核中心,随后形成均匀细小的晶粒。由于GX产品中有许多显微疏松,采用热等静压(HIP)处理使产品致密化,强度性能增加,分散度减小。

北京航空材料研究院采用铸型搅动法即铸型旋转振动法(属精密合金机械法)工艺细化整体叶轮轮盘的晶粒,并在此基础上,控制叶片凝固过程,使叶片晶粒度和形态可任意调整,从而获得整体叶轮控晶铸造工艺。铸型搅动法细化晶粒效果只受铸型搅动机械参数的影响。铸型转速越高,破碎枝晶能力越强,晶粒细化效果越好,但n太高,型壳容易破裂。正反转时间(正反)太长,晶粒长大时间长,晶粒变粗,而太短,破碎枝晶能力差,晶粒也变粗。正反换向时间(换向)应越短越好,越短破碎枝晶的能力越强。

但机械驱动系统的转换需要时间,换向不可能为零。总搅动时间(总)取决于浇注过热度(T),T越大,所需总越长。通常合金液成为糊状即可停止搅动,如果继续搅动,铸件将存在更多的缩孔和疏松。对于成分一定的高温合金,只要铸型搅动工艺参数合适,叶轮轮盘的晶粒度可达3~4级。如果同时控制叶片的凝固温度梯度和凝固过程,可使叶片得到所需晶粒形态和晶粒尺寸。

2019-12-28一般来说,特种合金的合金化程度高,因而在加热过程中表面容易造成合金元素贫化,从而和炉气化合形成脆化化合物,降低锻件表面的塑性和性能;有些合金还容易吸收有害气体造成表面污染层,因而需要采用保护气氛加热炉进行加热,或者在毛坯表面涂覆防护润滑剂。另外,特种合金的锻造温度范围窄,对加热和锻造温度敏感,所以需要在能够精确控制温度的加热炉内进行加热。在锻造过程中应避免剧烈变形,以免温升过高而影响锻件组织和性能。同时,还需要严格保证终端温度,并尽量减小模具对锻件的激冷作用。

2018-06-06无论您是在切削硬钢或铝,有选择,当谈到选择正确的端铣刀的工作。通过使用正确的端铣刀的应用程序,你可以粗略的完成,同时保持这些金属的大小和结束了一个圆满的句号。选择正确的端铣刀的工作不仅能帮助你实现你的目标,但它也可以节省时间和金钱。
1
选择四长笛,粗齿粗糙拱出钢。根据你的需要,同时有许多尺寸的切割,四齿粗加工刀具从非常小的直径超过一英寸的半径。钢是一种很坚硬的材料,所以削减它无头立铣刀破损的四颗牙齿是必要的。经常配备如氮化钛涂层的这些立铣刀,端铣刀,以及延长寿命。
2
使用2刃立铣刀用于粗加工铝。因为铝是一种软金属,你可以使用2刃立铣刀用于粗加工操作。2刃立铣刀将允许足够的空间的芯片抛弃距端铣刀片切割。铝屑往往坚持4长笛端铣刀,由于快速的速度和进给用于切割铝。无涂层是必要的,你可以用细齿立铣刀以及双长笛粗加工立铣刀。

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使用钴,四刃立铣刀,用于加工钢和其他硬质材料。这些立铣刀能承受较大的压力和金额,是??由非常坚硬的物质。虽然价格昂贵,他们会为您提供最好成绩钢。它们经常被涂覆有铝的氮化钛和可以是非常昂贵,但将持续很多周期,如果适当的使用和操作。
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使用一个高速钢2长笛端铣刀精加工铝。这些立铣刀价格便宜,提供的最好成绩铝。您可以运行速度非常快,由于软质铝,但不断流动的冷却液温度会降低在长笛的提示,延长其使用寿命。所有的端铣刀一样,这些来在各种尺寸小于8英寸到超过一英寸的直径,可以在机床用品店,在你的城市或在线购买,如MSC工业供应公司直接或安科。

2022-07-30金属喷涂是使用压缩空气或惰性气体将熔融的耐腐蚀合金金属喷涂到金属表面以形成维护涂层的过程。在金属喷涂过程中,电镀表面材料在特殊的喷雾歧管或喷枪中熔化和雾化,并喷发到基材上。这种表面装饰方法有时称为金属喷涂。通常使用氧乙炔火焰,但有时也使用其他气体。当电镀金属丝主动穿过火焰芯时,金属丝熔化并雾化,并通过压缩空气流一起喷射到基材上。几乎任何可以制成金属丝的金属都可以用这种方法喷涂。另一种喷枪使用粉状材料在火焰中喷发。该方法的优点是,它不仅可以喷涂金属,还可以喷涂金属陶瓷复合材料、氧化物和硬质合金。
喷涂前的外观准备
由于通过金属喷涂获得的电镀数据与基体数据之间的连接是简单的机械连接,因此有必要对基体数据进行适当的预处理。以获得出色的机械连接。无论选择何种表面处理方法,基材表面必须卫生且无油污。
最常用的表面处理方法是喷砂。因此,沙子足够锋利,可以产生真正粗糙的外观。至于可以在车床上反转的圆柱形外观,一种有用的方法是车削出非常粗糙的螺纹,然后使用滚刀安静地滚动冠部。改善平面的一种方法是用圆形开槽刀切割一系列平行槽,然后用滚花刀抓住槽之间的边缘。如果需要对电镀表面进行加工,则应通过粗加工或开槽来制备基板表面,以获得******制备。
金属喷涂的使用
金属喷涂在产品描述中有许多重要用途。如果在钢表面喷涂锌和铝,可以获得维护涂层以获得耐腐蚀性。由于金属喷涂可以将金属喷涂在几乎任何金属或非金属表面上,因此它提供了一种在不良导体或非导体表面涂覆导电表面的简单方法。因此,铜或银通常喷在玻璃或塑料上。由于喷涂金属可以通过各种不同的方法进行处理,例如抛光、刷涂或保持喷涂条件,因此喷涂金属可以用作产品和建筑行业的装饰品。

2018-05-23经过时效热处理,从奥氏体基体中析出一些相使高温合金强化。因为这些相是从基体中析出的,因此有时称为第二相或沉淀相,所以时效强化又称为第二相强化或沉淀强化。用固溶强化手段设置位错运动障碍是不够稳定的,其强化效果也不够强烈。为了更有效地阻碍位错运动,就要利用稳定的障碍物,高温合金通常采用固态析出的时效相,如γ’、γ’’和碳化物(见高温合金材料的间隙相、高温合金材料的金属间化合物相)等作为稳定的障碍物。
从位错理论出发,时效强化效应是和位错与析出相的交互作用密切相关的。运动着的位错与析出相遇时,其机械障碍作用有4种情况:(1)应力场障碍。时效相析出时会在基体中产生应力场,特别当时效相与基体具有共格关系时,可以产生很高的弹性应力场。(2)位错攀移析出相克服障碍。(3)位错绕过析出相的障碍。位错线在靠近析出相颗粒时受阻变弯,位错线绕过析出相并在其周围留下位错环后才能继续向前运动,这是有名的欧罗万(orowan)机制。(4)位错切割析出相的障碍。位错切割析出相时,增加了它与基体之间的界面而需要做功。如果析出相为有序结构时,当位错切过时会在有序结构中产生反相畴界而需要做功。
γ’相是高温合金中最重要的时效强化相。随着7,相数量增加,强化效果增加。在镍基高温合金中,7,相的数量能达到60%~65%;而铁基高温合金中只能达到20%左右。铁基高温合金中γ’相的合适尺寸是0.01~0.05μm,通常呈球形。镍基高温合金中应使γ,相的平均间距保持在0.05μm左右;当γ’相含量超过40%时,γ’相间距对强化不敏感,此时γ’相可以达到很大尺寸(0.2μm左右),形貌为立方体形。

2021-08-041防止淬火裂纹的方法
(1) 零件形状的合理设计。尽量采用等壁厚设计,避免截面形状突变。首先,壁厚差异较大的零件不应做成一个,应采用马赛克结构,使每个块体的强度尽可能相等;② 大型零件应尽量设计成空心结构;③ 必要时应开工艺孔;④ 轮廓的拐角处应避免尖角,并应尽可能增加四个拐角的较大半径r。工具钢热处理件的圆角半径不应小于2mm。
(2) 严格控制热处理工艺。① 根据零件的尺寸、形状和材料,制定正确的热处理工艺规程,合理选择加热速度、温度和时间;② 采取完善的控温措施,实时掌握零件的真实温度,定期检查控温装置,严防热电偶老化或放置不准确造成过热。
2防止回火裂纹的方法
回火裂纹是指:淬火钢马氏体零件的显微组织处于膨胀状态,在100℃左右先收缩℃ 回火时。这时,如果淬火后的零件快速加热,零件表面会收缩,而内部则处于膨胀状态,从而导致开裂。防止这种裂纹的措施是在零件加热到300度之前不要迅速加热℃.
回火淬火也会产生回火裂纹,因为淬火组织中的残余奥氏体在淬火时会转变为与淬火相同的状态。防止此类裂纹的方法是从回火温度开始进行空气冷却。
3防止自发裂缝的方法
由于淬火零件的表面组织为残余奥氏体,在室温下,奥氏体转变为马氏体,导致零件的相变膨胀和开裂。防止此类裂纹的措施是:淬火后立即回火。淬火和回火之间的时间间隔不应超过3小时。如果不能在同回火,则零件应放入100℃ 炉子或水进行保温,以便第二天进行定期回火处理。
4防止磨削裂纹的措施
磨削裂纹主要由磨削热引起,与回火裂纹相同。它是由磨削热引起的表面淬火组织收缩引起的。裂纹方向通常与磨削方向成直角。预防措施如下:(1)淬火件磨削前,在150℃回火℃ 低温或300℃ 高温(研磨量大时);② 严格进行砂轮修整,保持磨具锋利,防止砂轮堵塞,减少磨削热;① 实践证明,选用较粗的砂轮可以减少裂纹的产生;④ 实践证明,选择合适的磨削量,提高砂轮转速,同时提高工件转速,可以避免磨削烧伤,降低工件开裂的概率。
5防止脱碳开裂的方法
脱碳的原因是加热温度过高或在空气中加热时没有采取适当的保护措施。为防止脱碳,可用真空炉加热工件或在保护气氛中加热工件。应严格控制加热井的温度,避免过度燃烧。
6防止低温裂纹的措施
由于淬火件在冷处理过程中残余应力会增大,导致低温裂纹的产生,因此在冷处理前应增加低温回火工艺,以减少裂纹的发生。
7防止电火花加工裂纹的措施
由于电火花加工的瞬时高温和快速冷却,在淬火零件表面容易形成微裂纹。防止微裂纹的方法是采用较小的电标准进行加工(影响加工速度),或加工后对改性层进行抛光。

2019-09-18    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( c)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( c)和磁滞损耗( h)低;②电阻率( )较高,涡流损耗( e)低;③起始磁导率( 0)和******磁导率( m)高;某些合金在低磁场范围内磁导率( / )保持恒定;④饱和磁感( s)高;⑤某些合金磁滞回线呈矩形,矩形比即剩磁/******磁感( r/ m)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 c和 h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( )低,添加某些合金元素可以提高 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 s降低。


2018-08-09高温合金具有优异的耐热和抗腐蚀性能,被誉为“发动机的基石”,航空航天是其最重要的下游应用领域,占总使用量的55%,而在诸如船舰燃气轮机、汽车涡轮增压器以及核电等领域也有重要运用。高温合金作为特钢的代表,在线工艺复杂,具有极高的产业壁垒,不仅对质量可靠性和性能稳定性有着严苛的要求,而且试用论证期往往长达数年,只有具备强大技术储备和研发实力的企业才方可进入。未来随着“中国制造2025”和“两机”专项计划的陆续落实,政策红利即将释放,高温合金发展将迎来重要战略机遇期;预计2020年前,研发资助资金投入规模将不少于2000亿元;
多轮驱动、需求迎来大发展
   我国高温合金行业正处于爆发的前夜,目前年均需求总量约1.5万吨,但政策护航、技术突破的双重刺激未来有望引领高温合金的大发展,预计2020年我国年均需求将达到3.5万吨,需求翻翻,年平均增长率接近20%,市场空间高达122亿元。其中,航空领域用高温合金仍是主力,“产业红利释放+战斗机更新换代+通用航空及无人机市场接力”,利好因素叠加,仅航空领域需求便有望突破1.2万吨;除此之外,核电、燃气轮机、涡轮增压器等领域需求也有望获得持续突破,预计需求将达到2万吨,成为接棒航空航天领域增长的市场新蓝海;

高壁垒、高门槛,供给增长有限
   高温合金整个行业具有较为明显的寡头特征,复杂的在线工艺决定了其成材率低、生产周期长,具有极高的技术壁垒。同时,该行业无论是军品还是民品均涉及到产品认证问题,特别是军品的认证,审核严、跨度长,耗时费力,为该行业构筑了天然的进入壁垒。目前我国高温合金总产能约为1.26万吨,实际产量约8000-9000吨左右,和我国庞大的需求相比,未来存在愈2万吨的产能缺口;
  行业景气向上确立,国产替代趋势加强:
  高温合金需求的演变加剧了未来行业的产能短缺,在过去由于技术上的短板造成我国高温合金成材率低、可靠性差,超过一半的产品依赖外资企业实现供货,造成目前行业实际产能利用率仅为75%左右。所以未来行业要取得突破的关键在于克服固有的技术瓶颈,加大国内厂商在供应序列中的话语权。与此同时,“两机”重大专项也将进一步助力我国高温合金产业的腾飞。技术+政策双管齐下背景下,即使仅按照目前国产化率为40%的中性预测,预计到2020年行业产能利用率也有望达到83%左右,若国产化率进一步提升,未来行业将遇到明显的产能瓶颈。


2018-11-19     高温合金具有优异的耐热和抗腐蚀性能,被誉为“发动机的基石”,航空航天是其最重要的下游应用领域,占总使用量的55%,而在诸如船舰燃气轮机、汽车涡轮增压器以及核电等领域也有重要运用。高温合金作为特钢的代表,在线工艺复杂,具有极高的产业壁垒,不仅对质量可靠性和性能稳定性有着严苛的要求,而且试用论证期往往长达数年,只有具备强大技术储备和研发实力的企业才方可进入。未来随着“中国制造2025”和“两机”专项计划的陆续落实,政策红利即将释放,高温合金发展将迎来重要战略机遇期;预计2020年前,研发资助资金投入规模将不少于2000亿元;
多轮驱动、需求迎来大发展
        我国高温合金行业正处于爆发的前夜,目前年均需求总量约1.5万吨,但政策护航、技术突破的双重刺激未来有望引领高温合金的大发展,预计2020年我国年均需求将达到3.5万吨,需求翻翻,年平均增长率接近20%,市场空间高达122亿元。其中,航空领域用高温合金仍是主力,“产业红利释放+战斗机更新换代+通用航空及无人机市场接力”,利好因素叠加,仅航空领域需求便有望突破1.2万吨;除此之外,核电、燃气轮机、涡轮增压器等领域需求也有望获得持续突破,预计需求将达到2万吨,成为接棒航空航天领域增长的市场新蓝海;

高壁垒、高门槛,供给增长有限
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2016-12-27     变形高温合金属于复杂合金化材料,这些材料的合金化程度决定着材料的热强性和可锻性。由于合金的设计要求高温合金具有抗高温变形的能力,所以这类合金锻造变形困难、塑性低、变形抗力大是理所当然的。较高的脱溶合金元素含量(40%~50%),使合金具有多相组织,并且再结晶温度高,在高温下加工硬化严重,从而降低了工艺塑性,增大了变形抗力。硫、铅、锡等杂质使合金间结合力及晶界强度严重下降,对合金的高温塑性有特别明显的影响。含钛和铝的铁基合金可能造成氮化物和碳化物偏析,它们可在锻棒中形成条状夹杂,从而影响合金的可锻性。镍基合金中的氮化物和氧化物也起着破坏合金可锻性的作用。通过真空熔炼可以有效减少合金中的氧、氮及其他杂质的含量,消除或减轻合金中的偏析,显著提高合金的可锻性。 图2是合金结构钢、铁基合金GH2036和镍基合金GH4037的塑性曲线。表7为铁基和镍基高温合金在不同设备上锻造时的允许变形程度。由图2和表7可以看出,铁基高温合金的工艺塑性比镍基高温合金的工艺塑性高。在高温下冲击变形时,设备每次行程的允许变形量,对铁基合金为60%~65%,对镍基合金为40%~50%。而合金结构钢产生80%以上变形仍不出现脆性。在高速锤上进行模锻时,铁基合金的塑性(允许变形程度)有所增加,而镍基合金的塑性则停留在原来的水平上,其原因是坯料在变形过程中因热效应而温升。为了提高合金的高温塑性和锻件质量,建议用热挤锻法或带反力的闭式模模锻高温合金。

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