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来源 : www.alloy-east.com   发布时间 : 2017-03-17

     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,对于更大质量、更大尺寸,具备商业化应用的铸锭与板材制备还需要进一步开展研究工作。

 

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2017-01-20      B-2哈氏合金是一种有极低含碳量和含硅量的Ni-Mo合金,它减少了在焊缝及热影响区碳化物和其他相的析出,从而确保即使在焊接状态下也有良好的耐蚀性能。
  众所周知,B-2哈氏合金在各种还原性介质中具有优良的耐腐蚀性能,能耐常压下任何温度,任何浓度盐酸的腐蚀。在不充气的中等浓度的非氧化性硫酸、各种浓度磷酸、高温醋酸、甲酸等有机酸、溴酸以及氯化氢气体中均有优良的耐蚀性能,同时,它也耐卤族催化剂的腐蚀。因此,B-2哈氏合金通常应用于多种苛刻的石油、化工过程,如盐酸的蒸馏,浓缩;乙苯的烷基化和低压羰基合成醋酸等生产工艺过程中。

  但在B-2哈氏合金多年的工业应用中发现:(1)B-2哈氏合金存在对抗晶间腐蚀性能有相当大影响的两个敏化区:1200~1300℃的高温区和550~900℃的中温区;(2)B-2哈氏合金的焊缝金属及热影响区由于枝晶偏析,金属间相和碳化物沿晶界析出,使其对晶间腐蚀敏感性较大;(3)B-2哈氏合金的中温热稳定性较差。当B-2哈氏合金中的铁元素含量降至2%以下时,该合金对β相(即Ni4Mo相,一种有序的金属间化合物)的转变敏感。当合金在650~750℃温度范围内停留时间稍长,β相瞬间生成。β相的存在降低了B-2哈氏合金的韧性,使其对应力腐蚀变得敏感,甚至会造成B-2哈氏合金在原材料生产(如热轧过程中)、设备制造过程中(如B-2哈氏合金设备焊后整体热处理)及B-2哈氏合金设备在服役环境中开裂。现今,我国和世界各国指定的有关B-2哈氏合金抗晶间腐蚀性能的标准试验方法均为常压沸腾盐酸法,评定方法为失重法。由于B-2哈氏合金是抗盐酸腐蚀的合金,因此,常压沸腾盐酸法检验B-2哈氏合金的晶间腐蚀倾向相当不敏感。国内科研机构用高温盐酸法对B-2哈氏合金进行研究发现:B-2哈氏合金的耐蚀性能不仅取决于其化学成分,还取决于其热加工的控制过程。当热加工工艺控制不当时,B-2哈氏合金不仅晶粒长大,而且晶间会析出现高Mo的σ相,此时,B-2哈氏合金的抗晶间腐蚀的性能明显下降,在高温盐酸试验中,粗晶粒板与正常板的晶界浸蚀深度相差约一倍左右。

2019-11-16 GH3128(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。
 GH4169特性及应用领域概述:   
  该合金在-253~700℃温度范围内具有良好的综合性能,650℃以下的屈服强度居变形高温合金的首位,并具有良好的抗疲劳、抗辐射、抗氧化、耐腐蚀性能,以及良好的加工性能、焊接性能良好。能够制造各种形状复杂的零部件,在宇航、核能、石油工业及挤压模具中,在上述温度范围内获得了极为广泛的应用。
  GH3128特性及应用领域概述:
该合金是以钨、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搞氧化性和冲压、焊接性能

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。

2021-09-26硬质合金生产过程是一个非常严格的操作过程,硬质合金生产包括混合料制备、成型、烧结三个主要工序,每道工序都必须严格遵守生产标准和规范,才能保证硬质合金产品的质量优化。

一般来说,成型前应在硬质合金混合物中加入共振峰。成型剂的主要作用是增加粉末的粘度,有利于成形的实现,提高压坯的强度。作为硬质合金基体的难熔金属硬质化合物硬度高、弹性模量高、抗压强度高,在粉末压制过程中很难产生塑性变形。应加入足够量的成型剂,使粉末在低压下粘结在一起。成型剂的另一个作用是促进制粒,提高粉末的流动性和润滑性,使致密密度分布均匀。在硬质合金混合粉末中加入共振峰后,粉末颗粒被一薄层共振峰覆盖。该薄层具有保护作用,可大大降低粉末的氧化速率,使压坯能长期存放而不明显氧化。在添加成形剂时,应特别注意成形剂的渗碳效果和引入的杂质对硬质合金性能的不利影响。

根据硬质合金生产用成形剂的选择原则,理想的成形剂应满足以下基本要求:

1它具有良好的粘度,以确保坯料达到一定的强度。

2具有一定的润滑性,以减少粉末压制过程中颗粒的内外摩擦,使压制密度均匀。

3熔点低,在室温下呈液态,或易溶于挥发性溶剂,以便与硬质合金混合均匀。

4挥发温度低,在低温烧结阶段以气体的形式消除,碳的含量易于控制。

5纯度高,无有害杂质。

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。

2018-05-11高温合金是在高温严酷的机械应力和氧化、腐蚀环境下应用的一类合金。随着科技事业的发展,高温合金逐渐形成六个较为完整的部分。
一、变形高温合金
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、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。
2、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。
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。
二、铸造高温合金
铸造高温合金是指可以或只能用铸造方法成型零件的一类高温合金。其主要特点是:
1.具有更宽的成分范围由于可不必兼顾其变形加工性能,合金的设计可以集中考虑优化其使用性能。如对于镍基高温合金,可通过调整成分使γ’含量达60%或更高,从而在高达合金熔点85%的温度下,合金仍能保持优良性能。
2.具有更广阔的应用领域由于铸造方法具有的特殊优点,可根据零件的使用需要,设计、制造出近终形或无余量的具有任意复杂结构和形状的高温合金铸件。
根据铸造合金的使用温度,可以分为以下三类:
第一类:在-253~650℃使用的等轴晶铸造高温合金这类合金在很大的范围温度内具有良好的综合性能,特别是在低温下能保持强度和塑性均不下降。如在航空、航天发动机上用量较大的K4169合金,其650℃拉伸强度为1000MPa、屈服强度850MPa、拉伸塑性15%;650℃,620MPa应力下的持久寿命为200小时。已用于制作航空发动机中的扩压器机匣及航天发动机中各种泵用复杂结构件等。
第二类:在650~950℃使用的等轴晶铸造高温合金这类合金在高温下有较高的力学性能及抗热腐蚀性能。例如K419合金,950℃时,拉伸强度大于700MPa、拉伸塑性大于6%;950℃,200小时的持久强度极限大于230MPa。这类合金适于用做航空发动机涡轮叶片、导向叶片及整铸涡轮。
第三类:在950~1100℃使用的定向凝固柱晶和单晶高温合金这类合金在此温度范围内具有优良的综合性能和抗氧化、抗热腐蚀性能。例如DD402单晶合金,1100℃、130MPa的应力下持久寿命大于100小时。这是国内使用温度最高的涡轮叶片材料,适用于制作新型高性能发动机的一级涡轮叶片。
随着精密铸造工艺技术的不断提高,新的特殊工艺也不断出现。细晶铸造技术、定向凝固技术、复杂薄壁结构件的CA技术等都使铸造高温合金水平大大提高,应用范围不断提高。
三、粉末冶金高温合金
采用雾化高温合金粉末,经热等静压成型或热等静压后再经锻造成型的生产工艺制造出高温合金粉末的产品。采用粉末冶金工艺,由于粉末颗粒细小,冷却速度快,从而成分均匀,无宏观偏析,而且晶粒细小,热加工性能好,金属利用率高,成本低,尤其是合金的屈服强度和疲劳性能有较大的提高。
FGH95粉末冶金高温合金,650℃拉伸强度1500MPa;1034MPa应力下持久寿命大于50小时,是当前在650℃工作条件下强度水平最高的一种盘件粉末冶金高温合金。粉末冶金高温合金可以满足应力水平较高的发动机的使用要求,是高推重比发动机涡轮盘、压气机盘和涡轮挡板等高温部件的选择材料。
四、氧化物弥散强化(ODS)合金
是采用独特的机械合金化(MA)工艺,超细的(小于50nm)在高温下具有超稳定的氧化物弥散强化相均匀地分散于合金基体中,而形成的一种特殊的高温合金。其合金强度在接近合金本身熔点的条件下仍可维持,具有优良的高温蠕变性能、优越的高温抗氧化性能、抗碳、硫腐蚀性能。
目前已实现商业化生产的主要有三种ODS合金:
MA956合金在氧化气氛下使用温度可达1350℃,居高温合金抗氧化、抗碳、硫腐蚀之首位。可用于航空发动机燃烧室内衬。
MA754合金在氧化气氛下使用温度可达1250℃并保持相当高的高温强度、耐中碱玻璃腐蚀。现已用于制作航空发动机导向器蓖齿环和导向叶片。
MA6000合金在1100℃拉伸强度为222MPa、屈服强度为192MPa;1100℃,1000小时持久强度为127MPa,居高温合金之首位,可用于航空发动机叶片。
五、金属间化合物高温材料
金属间化合物高温材料是近期研究开发的一类有重要应用前景的、轻比重高温材料。十几年来,对金属间化合物的基础性研究、合金设计、工艺流程的开发以及应用研究已经成熟,尤其在Ti-Al、Ni-Al和Fe-Al系材料的制备加工技术、韧化和强化、力学性能以及应用研究方面取得了令人瞩目的成就。
Ti3Al基合金(TAC-1),TiAl基合金(TAC-2)以及Ti2AlNb基合金具有低密度(3.8~5.8g/cm3)、高温高强度、高钢度以及优异的抗氧化、抗蠕变等优点,可以使结构件减重35~50%。Ni3Al基合金,MX-246具有很好的耐腐蚀、耐磨损和耐气蚀性能,展示出极好的应用前景。Fe3Al基合金具有良好的抗氧化耐磨蚀性能,在中温(小于600℃)有较高强度,成本低,是一种可以部分取代不锈钢的新材料。
六、环境高温合金
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。

2017-10-08

产品的使用价值是由其质量所决定的,因为如果一件产品的质量较高的话,那么它的价值也就能够得到充分的发挥,但是如果产品质量比较低劣的话,又不能够完全使它的功能作用得以显现,因此对于客户来说,他们在选择产品的时候就非常的重要。因为如果选择到的产品质量比较差的话,那么就没有太大的使用价值,当然在工业生产当中就会受到严重的影响。所以厂家想要提升自己在客户当中的信誉,以及抢占更多的市场,那么提升产品质量就是他们的唯一途径。那么厂家如何有效提高GH3128产品的质量呢?

首先,生产技术是产品质量的关键。因为如果一个厂家没有先进的生产技术的话,那么产品质量肯定会受到严重的影响,当然生产出来的产品就会是低劣产品,所以就不能够达到客户的使用需求。因此,对于一个GH3128厂家来说,先进的技术支持就是质量的保障。

其次,想要提高GH3128的产品质量,那么生产原材料也是最为重要的一个影响因素。对于厂家来说,他们生产高质量的产品不仅仅需要技术做支撑,更需要高质量的原材料。

 

2016-07-20
 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。

2016-09-22

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。

2017-01-20     760℃高温材料发展过程从20世纪30年代后期起,英、德、美等国就开始研究耐高温合金。第二次世界大战期间,为了满足新型航空发动机的需要,耐高温合金的研究和使用进入了蓬勃发展时期。40年代初,英国首先在80Ni-20Cr合金中加入少量铝和钛,形成γ‘相(gamma prime)以进行强化,研制成第一种具有较高的高温强度的镍基合金。同一时期,美国为了适应活塞式航空发动机用涡轮增压器发展的需要,开始用Vitallium钴基合金制作叶片。
此外,美国还研制出Inconel镍基合金,用以制作喷气发动机的燃烧室。以后,冶金学家为进一步提高合金的高温强度,在镍基合金中加入钨、钼、钴等元素,增加铝、钛含量,研制出一系列牌号的合金,如英国的“Nimonic”,美国的“Mar-M”和“IN”等;在钴基合金中,加入镍、钨等元素,发展出多种耐高温合金,如X-45、HA-188、FSX-414等。由于钴资源缺乏,钴基耐高温合金发展受到限制。
40年代,铁基耐高温合金也得到了发展,50年代出现A-286和Incoloy901等牌号,但因高温稳定性较差,从60年代以来发展较慢。苏联于1950年前后开始生产“ЭИ”牌号的镍基耐高温合金,后来生产“ЭП”系列变形耐高温合金和ЖС系列铸造耐高温合金。中国从1956年开始试制耐高温合金,逐渐形成“GH”系列的变形耐高温合金和“K”系列的铸造耐高温合金。70年代美国还采用新的生产工艺制造出定向结晶叶片和粉末冶金涡轮盘,研制出单晶叶片等耐高温合金部件,以适应航空发动机涡轮进口温度不断提高的需要。

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