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K418铸棒【百科】

发布:sonhooalloy 浏览:6559次

K418铸棒

K418铸棒,通常指采用铸造工艺成形的K418合金棒状材料。K418是一种典型的镍基沉淀硬化型等轴晶铸造高温合金,在中国高温合金牌号体系中占有重要地位。该合金以其良好的高温强度、优异的抗热腐蚀性能和较高的组织稳定性而著称,广泛应用于高温关键部件。

材料概述

K418合金相当于国际上的INCO 713C合金。它通过在镍-铬基体中添加铝、钛形成γ'强化相,并加入铌、钼、钨等元素进行固溶强化和晶界强化,从而获得综合性能的平衡。其铸造性能良好,适合制造形状复杂、在高温下承受高负荷的零部件。

化学成分与组织特征

其主要化学成分通常包括:

  • :作为基体元素。

  • :提供抗氧化和抗热腐蚀能力。

  • 铝、钛:形成主要的强化相γ'。

  • 铌、钼、钨:起固溶强化作用,提高高温强度和蠕变抗力。

  • 碳、硼、锆:微量添加,用于强化晶界,改善塑性。

该合金在铸态下组织为奥氏体基体上均匀分布着大量的γ'相,以及少量的碳化物、硼化物等晶界强化相。

主要性能特点

  1. 优异的高温强度与蠕变性能:在750℃~950℃温度区间内具有较高的持久强度和抗蠕变能力,能长期稳定工作。

  2. 出色的抗热腐蚀性能:较高的铬含量使其在高温燃气环境中,尤其是含硫、钒等杂质的环境中,具有良好的抗热腐蚀和抗氧化能力。

  3. 良好的铸造工艺性:流动性好、热裂倾向低,适用于熔模精密铸造等工艺,能获得形状复杂、尺寸精确的铸件。

  4. 较高的组织稳定性:在长期高温服役过程中,组织转变缓慢,性能衰减速率较低。

制造工艺

K418铸棒的生产通常采用真空感应熔炼加真空重熔的双联工艺,以确保合金纯净度和成分均匀性。熔炼后的合金液浇注到特定尺寸的棒状铸型中,凝固后形成铸棒。这种铸棒可作为毛坯,后续经过热处理(通常是固溶处理和时效处理)以优化其力学性能,再经机械加工制成最终零件。

主要应用领域

由于其卓越的高温性能,K418铸棒主要被用于制造:

  • 航空发动机:涡轮转子叶片、导向叶片、机匣等热端部件。

  • 燃气轮机:重型及工业燃气轮机的涡轮叶片和其他高温结构件。

  • 其他高温装备:如航天器部件、高性能汽车涡轮增压器涡轮等。

加工与使用注意事项

  • 机械加工:该合金属于难加工材料,硬度高、导热性差,加工时需采用硬质合金或超硬刀具,并注意充分的冷却和较低的切削参数。

  • 热处理:必须严格控制热处理工艺参数(温度、时间、冷却速率),以获得所需的γ'相尺寸和分布,从而确保性能达标。

  • 焊接性:焊接性能一般,通常不推荐用于焊接结构件。若需焊接,需采用特殊工艺并在焊后进行完整的热处理。

  • 质量控制:在铸造过程中需严格控制熔炼和浇注参数,防止出现疏松、偏析、热裂等铸造缺陷,这些缺陷会严重影响零件的疲劳寿命和高温性能。

总结

K418铸棒代表了高性能铸造镍基高温合金的重要一类,是现代航空、能源领域关键动力装备不可或缺的材料基础。其通过综合的合金化设计和精密铸造技术,实现了高温强度、环境抗力和可铸性的良好结合,持续服务于各类高端装备的制造与发展。



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