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来源 : www.alloy-east.com   发布时间 : 2020-11-19

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%。

 

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2017-01-06机械合金化高温合金(mechanical alloyed superalloy)  
用机械合金化技术制备的粉末冶金高温合金。机械合金化(MA)的功能是藉高能球磨机将组成元素粉末和超细氧化物质点充分均匀化,并将金属粉末加工成为合金粉末。MA的原理是金属粉末在机械力作用下变形、破碎和反复冷焊。MA过程中硬度较高的氧化物和金属粉末不断地被揉入软基体金属中,它不同于一般的混合,基本上不受粉末粒度的限制。由于超细氧化物质点被金属“钉扎”,避免了超细质点因具有很大的剩余原子结合力而容易类聚的倾向,所以MA工艺具有高度均匀的能力。
简史   20世纪60年代氧化物弥散强化高温合金(ODS高温合金)如TD—Ni、TD—Ni—Cr常用共沉淀法制备。这种工艺不能生产含活泼元素钛、铝的高温合金。而铝、钛恰恰是许多高性能的高温合金不可缺少的时效强化元素。1970年MA的发明解决了这一难题。美国国际镍公司生产的机械合金化高温合金MA754、MA956、MA6000是当前*********的高温合金系列之一,其成分见表。MA754、MA956分别是固溶强化型机械合金化镍基、铁基高温合金,在同类型的高温合金中使用温度最高,可用作飞机发动机导向叶片、火焰筒。MA754已用于发动机篦齿环。MA956因具有优良的抗氧化和高温耐蚀性,还可用作换热器、保护套管、热处理高温支架等。MA6000是固溶、时效强化型机械合金化高温合金,因此高温强度最高,可作先进飞机发动机的工作叶片,尚处于试用阶段。90年代以来,美、日、比等国为了开发原子能用快中子增殖堆芯包壳管材料,研制出几种核性能优良的特别是抗中子辐照肿胀的机械合金化铁素体高温合金。该合金在700℃使用温度下蠕变强度为所有铁素体合金之冠,其合金成分为Fe—(13~13.5)Cr0.4Mo—(0.4~2.2)Ti—(0.4~0.5)Y2O3。

2018-04-26    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。

  

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

2018-07-10社会经济日益发展,生产制造业日益发达,作为“工业的牙齿”,硬质合金以其卓越的性能在国民生产中的使用普及率越来越高。随着科学技术的发展,消费行为的改变和观念的转变,硬质合金产品已经从原来的消耗品上升成为生产加工强有力的财富利器。当然,随着市场经济发展的要求,对硬质合金产品的使用性能要求也越来越高,这就出现了硬质合金低压烧结工艺。
    硬质合金低压烧结工艺的“低压”是相对‘热等静压’的压力来说的,两者都是在等静压力下烧结,前者的压力约为5Mpa左右,后者的压力高达70~100MPa。低压烧结是在真空烧结和热等静压的基础上发展起来的,以前的理念认为,在烧结温度下消除合金中的孔隙需要较大的压力,后来试验发现,在烧结温度下,较低的压力同样可以消除合金内的孔隙,而且可以避免因高压而在合金中造成‘钴池’的缺陷。低压烧结使合金能获得比经热等静压处理的合金更好的综合性能。
    硬质合金低压烧结炉兼容了脱蜡、真空烧结、低压烧结、低压处理、气氛烧结等多项功能。目前主要用于:压制品的低压烧结;烧结产品的低压处理;压制品的调碳烧结。低压烧结的主要功能是减少硬质合金中的显微孔隙。烧结体内的孔隙在真空烧结阶段已经消除。加压阶段主要是消除显微孔隙。低孔隙是高质量硬质合金的重要标志,在生产中尽量降低硬质合金中的孔隙,是硬质合金生产质量的主要追求之一。
    硬质合金致密化与毛细管力、液相对固相的湿润性和液体的表面张力都有着息息相关的关联,在烧结过程中随着温度升高,当出现液相时,由于毛细管压力,使液相向WC表面移动,由于液相对WC相有很好的湿润性,使液相很好的附在WC表面,由于液相的表面张力,驱使被液相包裹的WC移动,强烈的收缩就此发生。在被液相包裹的WC移动,收缩的过程中,存在于压块中的气体被排出,由于液相的流动,有一部分烧结体内的孔隙被液相封闭,随着收缩的增强,封闭孔隙内产生压力,当表面张力等于或小于孔隙内压力时,封闭孔隙在合金中被保存下来,形成显微孔隙。
    硬质合金低压烧结工艺流程简单概述:装料→抽真空→升温至400℃→升温至1200℃保温→升温至液相烧结温度→充Ar加压→保温加压→降压冷却→卸料。
    相比热等静压来说,热等静压设备因采用‘高压’而昂贵,低压烧结设备因采用‘低压’,带来设备造价的大幅降低,使低压烧结炉能很快普及,现已成为生产高、中档硬质合金的常规生产设备。当然,一种工业生产工艺的成熟度还需要科学技术的强力支持。

2019-09-30GH4169加工工艺说明:
熔炼工艺:
GH4169合金的熔炼工艺分为3类:
真空感应+电渣重熔;
真空感应+真空电弧重熔;
真空感应+电渣重熔+真空电弧重熔。
锻造工艺:
GH4169合金具有良好的热加工性能,钢锭的开坯加热温度不得超过1120℃,锻件的锻造工艺应根据锻件使用状况和应用要求,结合生产厂的生产条件而定。开坯和生产锻件时,中间退火温度和终锻温度根据零件所要求的组织状态和性能来确定,一般情况下,锻造的终锻温度控制在930~950℃之间为宜。

2017-02-21高温合金时效强化
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。

2018-12-10

GH4169 预热

工件在加热之前和加热过程中都必须进行表面清理,保持表面清洁。若加热环境含有硫、磷、铅或其他低熔点金属,GH4169合金将变脆。杂质来源于做标记的油漆、粉笔、润滑油、水、燃料等。燃料的硫含量要低,如液化气和天然气的杂质含量要低于0.1%,城市煤气的硫含量要低于0.25g/m3,石油气的硫含量低于0.5%是理想的。
加热的电炉最好要具有较精确的控温能力,炉气必须为中性或弱碱性,应避免炉气成分在氧化性和还原性中波动。
GH4169 热加工

GH4169合金合适的热加工温度为1120-900℃,冷却方式可以是水淬或其他快速冷却方式,热加工后应及时退火以保证得到******的性能。热加工时材料应加热到加工温度的上限,为了保证加工时的塑性,变形量达到20%时的终加工温度不应低于960℃。
GH4169 冷加工

冷加工应在固溶处理后进行,GH4169的加工硬化率大于奥氏体不锈钢,因此加工设备应作相应调整,并且在冷加工过程中应有中间退火过程。

2018-05-11    一般的处理和4J36一样采用三段处理。 均匀化:在加热中,合金串的杂质充分固溶和合金化元素趋于均匀。工件在保护气氛中,加热到830℃保温20min~1h,淬火 回火:在回火过程中能够部分消除由淬火产生的应力。工件加热到315℃,保温1~4h,炉冷。 稳定化时效:使合金的尺寸稳定。工件加热到95℃,保温48h。对于冷加工后的高精度零件,不宜采用高温处理时。可采用下述消除应力稳定化处理:工件加热到315~370℃,保温1~4h。

    零件热处理工艺一般包含以下几个工艺过程,消除应力退火:为消除零件在机械加工后的残存应力度进行消除应力退火:530~550℃,保温1~2h,炉冷 中间退火:为消除合金在冷轧、冷拔、冷冲压过程中引起的加工硬化现象,以利于继续加工。工件加热到830~880℃,保温30min,炉冷或空冷稳定化处理:为获得具有较低的膨胀系数又能使其性能稳定,4J36的过程也是完全相同的。

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.

2019-08-26GH2136合金是Fe-Ni-Cr基沉淀硬化型变形高温合金,使用温度在700℃以下。该合金是在GH2132合金的基础上发展起来的,与之相比,降低了锰和硅含量,适当提高了钛、硼和碳含量,该合金在长期使用中降低了G相、σ相等脆性相的析出倾向,提高了合金在长期使用中组织及性能的稳性。合金具有良好的综合性能,长期使用组织稳定,有较好的,较小的线膨胀系数,易于焊接成形。主要产品有棒材和锻件等。 

GH2136高温合金已用于制作650℃-700℃工作的航空发动机涡轮盘及其他高温部件。

GH2136合金在600℃-700℃长期时效1000h-3000h后,合金中的γ‘相逐渐向η相转变,并降低蠕变和持久。胞状η相在800℃左右形成,在更高温度下呈现片状或魏氏体状,降低合金的冲击韧性和塑性。

用途:工业用的一般承力件等。。。高电阻电热合金(高镍及铁铬铝)、高温合金、精密合金、耐热合金、特种合金、不锈钢等都是常见和常用的镍铬合金.

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