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当前位置:首页 > 新闻信息 > 公司新闻 > 高温合金材料应用广泛

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来源 : www.alloy-east.com   发布时间 : 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。

       

 

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2020-03-04超级不锈钢、镍基合金是一种特种的不锈钢,首先在化学成分上与普通不锈钢不同,是指含高镍,高铬,高钼的一种高合金不锈钢。依据不锈钢资料的显微组织特性,超级不锈钢分为超级铁素体不锈钢、超级奥氏体不锈钢、超级马氏体不锈钢和超级双相不锈钢等几个类型。

  超级不锈钢、镍基合金是一种特种的不锈钢,它和普通不锈钢的区别超级奥氏体不锈钢在普通奥氏体不锈钢的根底上,经过进步合金的纯度,进步有益元素的数量,降低C含量,避免析出Cr23C6形成晶间腐蚀,取得良好的力学性能、工艺性能和耐部分腐蚀性能,并替代了Ti稳定化不锈钢。

 

  超级铁素体不锈钢继承了普通铁素体不锈钢强度高、抗氧化性好、抗应力腐蚀优秀等特性,同时改善了铁素体不锈钢的延性-脆性转变、对晶间腐蚀较敏感和焊态的低韧性等局限性。采用精炼技术,降低C和N含量,添加稳定化和焊缝金属韧化元素,可取得高Cr、Mo且超低C、N的超级铁素体不锈钢,使铁素体不锈钢在耐腐蚀、耐氯化物的点蚀和缝隙腐蚀等应用方面进入了一个新的阶段。

 

  超级不锈钢、镍基合金是一种特种的不锈钢,它和普通不锈钢的区别超级双相不锈钢该类钢是20世纪80年代后期开展起来的,牌号主要有SAF2507、UR52N、Zeron100等,其特性是含C量低,含有高Mo和高N,钢中铁素体相含量占40%~45%,具有优秀的耐腐蚀性能.

2020-03-04镍合金的物理性能与300系列Cr-Ni不锈钢的物理性能相似。不同合金的导热性能和热收缩特性可能存在显著的差别,在设备设计中需求加以思索。镍基合金整体而言力学性能很优良,强度和塑性两方面都很好。

  室温条件下的最小强度和塑性指标列于表除合金601外,最低屈从强度都大大高于30ksi,这个数值是常见奥氏体不锈钢的屈从强度。镍基比铁基资料强度高,而且随着温度升高而增。值得留意的是在1500℉(816℃)时,镍基合金坚持了其室温屈从强度40%-75%的强度。

 

  相比之下,不锈钢只坚持了室温屈从强度的20 %-35%.镍合金的优越性扩展到蠕变断裂不锈钢在2000℉ (1093℃)及以上时,其有效强度根本丧失,而镍合金用作中等应力的部件仍能有效发挥作用。例如,关于合金600、601、214、230和333而言。

 

  2000℉ (1093℃)时1000小时断裂强度大约为1.0ksi,关于合金617和602CA,这种条件下的断裂强度约为1.4ksi.ASME锅炉和压力容器标准包括了除合金214、242和45TM外的合金许用应力值。

2020-04-14  合金材料焊接结构部件提供了许多潜在的优势,相对于合金材料结构效率和经济的机身结构。减少合金材料制造和制造成本与焊接结构相关,因为合金材料更低的零件计数和自动化装配实践。减轻重量也可以通过更有效的连接来实现,这种连接消除了紧固件和相关的边缘裕度要求。对焊接结构实施过程控制和开发财产数据库将有助于在未来的飞机系统中得到更广泛的利用。
  可以扩大合金材料焊接工艺在机身结构中的应用的技术发展包括:优化合金材料焊接工艺。新方法如变极性等离子弧、电子束、激光束等可提高焊接强度,改善疲劳性能。在这些合金材料焊接方法中,高的、局部的热输入往往会使热裂纹和气孔问题最小化。合金材料焊接操作自动化,计算机控制的焊接工具和检测头的应用将改善过程变量控制,提高过程速度和质量,降低焊接结构的成本。
  合金材料焊接提高检验技术也非常必要,合金材料部件复杂焊缝的无损检测方法不足可能会限制焊接工艺的应用。先进合金材料焊接技术的主要成果是降低了成本。结构效率和较低的成本将使焊接比其他连接工艺如机械紧固和粘接更有吸引力,尽管安装焊接工艺设备的成本必须考虑在内。合金材料焊接特别适用于需要密封接头的油箱和压力容器。

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。

2017-04-21在民用工业的很多领域,服役的构件材料都处于高温的腐蚀环境中。为满足市场需要,根据材料的使用环境,归类出系列高温合金。
    1、 高温合金母合金系列
    2、 抗腐蚀高温合金板、棒、丝、带、管及锻件
    3、 高强度、耐腐蚀高温合金棒材、弹簧丝、焊丝、板、带材、锻件
    4、 耐玻璃腐蚀系列产品
    5、 环境耐蚀、硬表面耐磨高温合金系列
    6、 特种精密铸造零件(叶片、增压涡轮、涡轮转子、导向器、仪表接头)
    7、 玻棉生产用离心器、高温轴及辅件 8、 钢坯加热炉用钴基合金耐热垫块和滑轨
    9、 阀门座圈
   10、 铸造“U”形电阻带
   11、 离心铸管系列
   12、 纳米材料系列产品
   13、 轻比重高温结构材料
   14、 功能材料(膨胀合金、高温高弹性合金、恒弹性合金系列)
   15、 生物医学材料系列产品
   16、 电子工程用靶材系列产品
   17、 动力装置喷嘴系列产品
   18、 司太立合金耐磨片
   19、 超高温抗氧化腐蚀炉辊、辐射管。

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。

2017-01-17中文名称:铸造高温合金 英文名称:cast superalloy 定义:在铸造组织状态下具有良好性能并可直接铸成零件的高温合金。具有比同成分的变形合金高的抗蠕变性能。 应用学科:航空科技(一级学科);航空材料(二级学科) 铸造高温合金(cast superalloy)   以铸造方法直接制备零部件的高温合金材料。根据合金基体成分,可以分为铁基铸造高温合金、镍基铸造高温合金和钻基铸造高温合金3种类型。按结晶方式,又可以分为多晶铸造高温合金、定向凝固铸造高温合金、定向共晶铸造高温合金和单晶铸造高温合金等4种类型。铸造高温合金的大部分属于多晶铸造高温合金。

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.

2017-10-18超级不锈钢、镍基合金是一种特种的不锈钢,首先在化学成分上与普通不锈钢不同,是指含高镍,高铬,高钼的一种高合金不锈钢。
根据不锈钢材料的显微组织特点,超级不锈钢分为超级铁素体不锈钢、超级奥氏体不锈钢、超级马氏体不锈钢和超级双相不锈钢等几个类型。
超级奥氏体不锈钢
在普通奥氏体不锈钢的基础上,通过提高合金的纯度,提高有益元素的数量,降低C含量,防止析出Cr23C6造成晶间腐蚀,获得良好的力学性能、工艺性能和耐局部腐蚀性能,并替代了Ti稳定化不锈钢。
超级铁素体不锈钢
继承了普通铁素体不锈钢强度高、抗氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点,同时改善了铁素体不锈钢的延性—脆性转变、对晶间腐蚀较敏感和焊态的低韧性等局限性。采用精炼技术,降低C和N含量,添加稳定化和焊缝金属韧化元素,可获得高Cr、Mo且超低C、N的超级铁素体不锈钢,使铁素体不锈钢在耐腐蚀、耐氯化物的点蚀和缝隙腐蚀等应用方面进入了一个新的阶段。
超级双相不锈钢
该类钢是20世纪80年代后期发展起来的,牌号主要有SAF2507、UR52N、Zeron100等,其特点是含C量低,含有高Mo和高N,钢中铁素体相含量占40%~45%,具有优良的耐腐蚀性能。
超级马氏体不锈钢
属于可硬化的不锈钢,具有高的硬度、强度和耐磨性能,但韧性和焊接性较差。普通马氏体不锈钢缺乏足够的延展性,在变形过程中对应力十分敏感,冷加工成形比较困难。通过降低含碳量,增加镍含量,可获得超级马氏体不锈钢。近年来,各国在开发低碳、低氮超级马氏体钢方面投入很大,研究出一批不同用途的超级马氏体钢。超级马氏体钢已在石油和天然气开采、储运设备、水力发电、化工及高温纸浆生产设备上得到广泛应用。


功能性不锈钢
随市场需求的变化,各种具有特殊用途和特殊功能的不锈钢不断出现。如新型医用无Ni奥氏体不锈钢材料主要为Cr-Ni奥氏体不锈钢,具有很好的生物相容性,含有13%~15%的Ni。Ni是一种致敏因子,且对生物体有致畸、致癌等危害。含Ni植入不锈钢在体内长期使用,会逐渐被破坏而释放出Ni离子。当Ni离子在植入人体附近组织中富集时,可诱发毒性效应,发生细胞破坏和发炎等不良反应。中国科学院金属研究所开发的Cr-Mn-N型医用无Ni奥氏体不锈钢,经过生物相容性试验,性能优于目前临床使用的Cr-Ni奥氏体不锈钢。再如抗菌不锈钢,随着人们生活水平的提高,人们对所处的环境和自身的健康越来越重视,这促进了抗菌材料的研究与开发。1980年以来,以日本为代表的发达国家在家用电器、食品包装、日用品、洗浴设备等方面开始研究应用抗菌材料。日新制钢株式会社和川崎钢铁公司分别研究出了含Cu和含Ag抗菌不锈钢,含Cu抗菌不锈钢是在不锈钢中加入0.5%~1.0%的Cu,并采取特殊热处理,使不锈钢自表面到内部均匀弥散ε-Cu析出物,起到抗菌作用。这种含Cu抗菌不锈钢适合应用于高级厨房用具等系列产品以及其他要求高加工性和抗菌性等的产品。加Ag抗菌不锈钢对大肠杆菌和黄色葡萄球菌等均具有很高的抗菌效果,特别是在加工研磨或者表面受磨损时,这种材料能始终保持良好的抗菌效果。

氮合金化不锈钢

N作为合金元素加入不锈钢中,可提高奥氏体稳定性,平衡双相钢中相的比例,在不影响钢的塑性和韧性的情况下提高钢的强度和耐蚀性,并可部分代替不锈钢中的Ni。在双相钢中,N延缓金属间化合物弥散析出;在马氏体钢中,N与其他元素形成氮化物分布于晶界上,可以提高硬化能力,防止高温回火时奥氏体、铁素体晶粒的长大。近年来研制的高N含量的奥氏体不锈钢,即高强无磁奥氏体不锈钢,具有高温强度,它将广泛作为低温超导材料、高耐蚀性和无磁性材料应用。
高洁净化不锈钢
目前国内不锈钢厂由于夹杂物导致的产品报废率高达20%以上。因而,不锈钢冶炼过程中以夹杂物控制为中心的高洁净化越来越引起人们的重视。在不锈钢冶炼过程中,内生夹杂物是在脱氧、合金化和钢液结晶时产生的。成品的外来夹杂物是在钢液的冶炼、浇铸和运输中产生的。为获得高洁净度的不锈钢,要注意入炉原料、脱氧剂、脱氧制度、精炼和连铸工艺制度等。

其中比较著名的是含6%Mo的钢(254SMo),这类钢具有非常好的耐局部腐蚀性能,在海水、充气、存在缝隙、低速冲刷条件下,有良好的抗点蚀性能(PI≥40)和较好的抗应力腐蚀性能,是Ni基合金和钛合金的代用材料。
其次在耐高温或者耐腐蚀的性能上,具有更加优秀的高温或者耐腐蚀性能,是304不锈钢不可取代的。另外,从不锈钢的分类上,特殊不锈钢的金相组织是一种稳定的奥氏体金相组织。 
由于这种特种不锈钢是一种高合金的材料,所以在制造工艺上相当复杂,一般人们只能依靠传统工艺来制造这种特种不锈钢,如灌注,锻造,压延等等。

2020-01-03钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,钛合金具有密度低、比强度高、耐蚀性好、导热率低、无毒无磁、可焊接、生物相容性好、表面可装饰性强等特性,广泛应用于航空、航天、化工、石油、电力、医疗、建筑、体育用品等领域。世界上许多国家都已经认识到钛合金材料的重要性,相继对其进行研究开发,并得到了实际应用。

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