高温合金是一类令人着迷的材料,它通过表现出卓越的强度、耐热性和耐腐蚀性,彻底改变了许多行业。 这些合金已成为现代工程和技术的支柱,并广泛应用于航空、发电等领域。 在本文中,我们将深入研究高温合金的世界,探讨它们的成分、性能、应用以及对各个行业的重大影响。
高温合金是一种以铁、镍、钴为基础的金属材料,可在 600°C 以上的高温和恒定应力下长期使用。 具有优良的高温强度、良好的抗氧化性和高温耐腐蚀性、良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能。 它也被称为“高温合金”。 它主要用于航空航天和能源领域。 常用的有 GH3030、GH4169、GH3230、GH4141、GH5188、GH3128、GH4145 等。
在高温环境下,材料的各种劣化速度加快,结构变得不稳定,在温度和应力的作用下容易引起变形和裂纹扩大,以及材料表面的氧化和腐蚀。
高温合金的耐高温性和耐腐蚀性主要取决于其化学成分和微观结构。 以GH4169镍基变形高温合金为例,可以看出GH4169合金具有很高的铌含量,合金中铌偏析的程度与冶金过程直接相关。 GH4169 基体是一种 Ni GR 固溶体,其质量分数超过 Ni 的 50%,可承受约 1000°C 的高温,类似于美国品牌 Inconel 718。 这种合金由γ基体相 δ 相、碳化物和增强相 γ' 和 γ'' 相组成。 GH4169 合金的化学元素和基体结构表现出其很强的机械性能。 屈服强度和抗拉强度比 45 钢好几倍,塑性也比 45 钢好。 其出色的机械性能是由稳定的晶格结构和大量增强元件构成的。
表 1 GH4169 的主要化学成分 (% 质量分数)
镍 | 铬 | 莫 | 钛 | 铌 | 在 L 中 | 铁 |
51.96 | 17.98 | 3.07 | 0.95 | 4.82 | 0.45 | 津贴 |
由于复杂恶劣的工作环境,高温合金加工表面的完整性对其性能起着非常重要的作用。 然而,高温合金是典型的难切削材料。 精细强化产品具有高硬度、强烈的加工硬化、高抗剪切应力和低导热性。 切割区域的切割力和切割温度会更高。 在加工过程中,经常会出现一些问题,例如加工表面质量差和刀具严重损坏。 在一般切削条件下,高温合金表面会出现硬化层、残余应力、白层、黑层、晶粒变形层等大量问题。
GH3128 是一种 NiCr 基固溶增强锻造高温合金,工作温度不超过 950°C。 在合金中加入 16% w (W + Mo) 用于固溶强化,并加入硼、铈和锆以净化和强化晶界。 该合金具有较高的塑性、高蠕变和断裂强度、良好的抗氧化性、冲压和焊接工艺性能,其综合性能优于GH3044和GH3536等同类镍基固溶增强合金。 它适用于制造在 950°C 下长时间运行的飞机发动机燃烧室的火焰管和加力燃烧室壳。 主要产品有冷轧板、热轧板、棒材、锻件、线材和管材。
GH3128合金用于制造飞机发动机火焰管、扩散器、加力燃烧室、尾喷嘴、调节板、稳定器、扩散器、燃气管等。 GH3128合金的批量生产和使用性好。 这种合金还广泛用于高温氧化气氛下的温度热电偶保护管、磁通门、磁力计探头、骨架材料、W和Mo还原烧结船、铁路机车、预燃室喷嘴等结构件。 W-2 搪瓷层可用于在部件在高温下运行时提供有效保护。 经过长期时效,合金会出现μ相析出形式的缺陷。
元素 | C | 铬 | 镍 | W | 莫 | 铝 | 钛 | 铁 |
质量分数/% | ≤0.05 | 19.0-22.0 | 7.5-9.0 | 7.5-9.0 | 0.4-0.8 | 0.4-0.8 | ≤2.0 | |
元素 | 锆 | B | Ce | 四 | P | S | 锰 | |
质量分数/% | ≤0.06 | ≤0.005 | ≤0.05 | ≤0.8 | ≤0.013 | ≤0.013 | ≤0.5 |
密度 | 熔点 |
8.81 克 / 厘米3 | 1340-1390°摄氏度 |
类 | 样品状态 | θ/°C | 拉伸性能 | 持续性能 | ||||
σb/ 兆帕 | δ5/% | σ/MPa | δ/毫米 | 吨/小时 | δ5/% | |||
不小于 | ||||||||
热轧板 | 交货状态 | 20 | 735 | 40 | – | – | – | – |
运输条件 +1200°C,风冷 | 950 | 175 | 40 | – | – | – | – | |
冷轧板 | 交货状态 | 20 | 735 | 40 | – | – | – | – |
运输条件 +1200°C,风冷 | 950 | 175 | 40 | 标准 I. 54 | > 1.2 ≤1.2 | ≥23 ≥20 | 实际测量 实际测量 | |
标准 II. 39 | ≥1.5 <1.5-1.0 ≤1.0 | ≥100 ≥80 ≥70 | 实际测量 实际测量 实际测量 |
A) 对于冷轧和热轧板,(1140 – 1180) °C/AC,保温时间取决于板材的厚度。
B) 中等厚度的板材 (δ 15mm – 65mm),(1180 – 1200) °C/AC,保温时间取决于板材的厚度。
C) 热轧和锻造棒材,(1140 – 1200) °C/AC × (1.5-2) h/AC;
D) 对于滤饼材料 (1180 – 1200) °C/AC,保持时间的选择应确保零件完全固溶性并具有导热性或满足退火要求。
GH3128 (GH128) 是一种镍基合金,由钨和钼的固溶体增强,并由硼、铈和锆增强。 它具有较高的可塑性、高蠕变强度、良好的抗氧化性、冲压和焊接性能。 其综合性能优于类似的镍基固溶体合金,如 GH3044 和 GH3536。 适用于生产在 950°C 下长时间运行的飞机发动机的燃烧室火焰管、加力燃烧室壳体和调节板等高温零件。 主要产品有冷轧板、热轧薄板、棒材、锻件、线材、管材。 交货状态下的固体熔融温度为 1140~1180°C,风冷。 在 1200°C 下进行额外固溶处理后,测试了高温性能。 冷轧板 0.8~4.0mm,热轧板 4~14mm,冷拔焊丝 Φ0.3~10mm。 冷轧和热轧板适用于固溶和酸洗。 焊丝必须处于冷拔、半刚性或固溶和酸洗状态。 非真空或真空感应炉,带电渣重熔。 这种合金适用于制造在 950°C 以下运行的飞机发动机的燃烧室和加力燃烧室的零件,效果极佳。
GJB 1952-1994 冷轧航空高温合金板规范
GJB 2612-1996 焊接用冷拔高温合金丝规范
GJB 2612-1996 航空热轧高温合金板规范
这种合金的微观组织是固溶态的单相奥氏体,具有少量锡和 M6C 的精细均匀分布。
1、铸锭锻造的炉温不大于700°C,最终锻造温度不低于900°C。
2、合金的平均晶粒尺寸与变形程度和最终锻造温度密切相关。
3. 氩弧焊、点焊和缝焊均可。
GH3128 的热性能
GH3128 (GH128) 的熔融温度范围为 1340~1390°C。
GH3128 (GH128) 的导热系数如表 2-1 所示。
θ/°C | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | 950 |
λ/(W/(m・C)) | 11.30 | 12.56 | 14.24 | 15.49 | 16.75 | 18.42 | 19.68 | 21.35 | 23.02 | 23.86 |
GH3128 (GH128) 的线性膨胀系数如表 2-2 所示。 :
θ/°C | 18-100 | 18-200 | 18-300 | 18-400 | 18-500 | 18-600 | 18-700 | 18-800 | 18-900 | 18-1000 |
α/10-6C-1 | 11.25 | 11.86 | 12.68 | 12.80 | 13.37 | 13.68 | 14.46 | 15.19 | 15.66 | 15.29 |
GH3128 (GH128) 的热扩散率如表 2-3 所示。
θ/°C | 25 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 |
Q/(10-6m2/S)) | 2.30 | 2.49 | 2.78 | 3.08 | 3.39 | 3.69 | 3.88 | 3.92 | 4.16 |
GH3128 (GH128) 的密度
ρ= 8.81 克/厘米3
GH3128 (GH128) 的电阻率如表 2-4 所示。
θ/°C | 17 | 850 | 900 | 950 | 1000 | 1050 | 1100 | 1150 |
p/(10-6Ω.M)) | 1.37 | 1.42 | 1.39 | 1.40 | 1.39 | 1.38 | 1.38 | 1.39 |
GH3128 的化学性质
GH3128 (GH128) 在空气中放置 100 小时后的氧化速率见表 2-5。
θ/°C | 900 | 1000 | 1100 |
氧化速率/(g/(M3·h)) | 0.055 | 0.236 | 0.269 |
飞机发动机燃烧室火焰管、加力燃烧室外壳、调节板。
燃气轮机燃烧室的结构。
涡轮发动机的燃烧室组件。
加力燃烧室组件。
这种合金的另一个 XNUMX 特点是合金的结构特别容易受到热加工过程的影响。 通过掌握合金中析出和溶解的定律,以及组织、工艺和性能之间的关系,可以针对不同的要求制定合理可行的工艺程序,并获得满足不同强度水平和要求的各种零件。 本产品广泛用于锻造、锻棒、轧棒、冷轧棒、圆饼、锻环、板材、带材、线材、锻管等。 它可以是锻盘、环、叶片、锻轴、紧固件、弹性元件、板结构、变速箱等零件。 它可以在航空中长期使用。
GH4169 材料级
GH4169(GH169) 系列
GH4169相似品牌
Inconel718 (美国), NC19FENB (法国)
GH4169 材料技术标准
GJB 2612-1996 焊接用冷拔高温合金丝规范
HB 6702-1993 “WZ4169 系列 GH8 合金棒”
Q/6s 1034-1992 GH4169 合金棒高温紧固件
GH4169 合金锻件 (Q/3b 548-1996)
GH4169 合金锻件 (Q/3b 548-1996)
Q/3b 4048-1993 yzGH4169 合金棒
Q/3b 4050-1993 GH4169 合金板
GH4169 合金丝 (Q/3b 4051-1993)
GB/T 14992-2005 高温合金
合金的化学成分可分为标准成分、优质成分和高纯度成分 1 类,如表 XNUMX-1 所示。 优质成分可在标准成分的基础上减碳增加铌,从而减少碳化铌的量,减少疲劳源和强化相的量,提高抗疲劳含量,提高纯度。 材料的综合性能。
核应用用GH4169合金的硼含量需要控制(其他元素保持不变),具体含量需要通过双方协商确定。 如果 ω(B) 小于或等于 0.002%,则GH4169A合金牌号,以区别于航空航天工业中使用的 GH4169 合金。
类 | C | 铬 | 镍 | 公司 | 莫 | 铝 | 钛 | 铁 |
标准 | ≤0.08 | 17.0-21.0 | 50.0-55.0 | ≤1.0 | 2.80-3.30 | 0.30-0.70 | 0.75-1.15 | |
高质量 | 0.02-0.06 | 17.0-21.0 | 50.0-55.0 | ≤1.0 | 2.80-3.30 | 0.30-0.70 | 0.75-1.15 | |
高纯度 | 0.02-0.06 | 17.0-21.0 | 50.0-55.0 | ≤1.0 | 2.80-3.30 | 0.30-0.70 | 0.75-1.15 |
类 | 铌 | B | 毫克 | 锰 | 四 | P | S | 铜 | 钙 |
– | – | ≤ | ≤ | ≤ | ≤ | ≤ | ≤ | ≤ | ≤ |
标准 | 4.75-5.50 | 0.006 | 0.01 | 0.35 | 0.35 | 0.015 | 0.015 | 0.30 | 0.01 |
高质量 | 5.00-5.50 | 0.006 | 0.01 | 0.35 | 0.35 | 0.015 | 0.015 | 0.30 | 0.01 |
高纯度 | 5.00-5.50 | 0.006 | 0.005 | 0.35 | 0.35 | 0.015 | 0.015 | 0.30 | 0.005 |
类 | 碧 | 锡 | 铅 | 银 | 硒 | 特 | Tl | N | O |
– | ≤ | ≤ | ≤ | ≤ | ≤ | ≤ | ≤ | ≤ | ≤ |
标准 | – | – | 0.0005 | – | 0.0003 | – | – | – | – |
高质量 | 0.001 | 0.005 | 0.001 | 0.001 | 0.0003 | – | – | 0.01 | 0.01 |
高纯度 | 0.00003 | 0.005 | 0.001 | 0.001 | 0.0003 | 0.00005 | 0.0001 | 0.01 | 0.005 |
GH4169 的比热容如表 2-2 所示。
合金具有多种热处理系统来控制粒度和温度δ,并且相的形态、分布和数量可用于获得不同级别的机械性能。 合金热处理系统有以下 XNUMX 种:
I. :(1010-1065) °C± 10°C,1h,油冷,风冷或水冷 +720°C±5°C8h,620°C/h±50°C,5h 至 8°C,风冷。
该系统加工的材料粒度较粗,没有晶界或晶内δ,有利于改善冲击性能和低温氢脆性。
二、:(950-980)°C±10°C,1h,油冷,风冷或水冷+720°C±5°C 8h,620°C/h±50°C,5h冷却至8°C,风冷。
当使用该系统加工时,可以提高δ材料的强度和冲击性能。 这种方法也称为直接时效热处理法。
GH4169 类型、规格和现状
我们可以提供模锻产品(板材、集成锻造产品)、饼、环、棒材(锻造棒、轧制棒、冷拔棒)、板材、线材、皮带、管材、各种形状和尺寸的紧固件、弹性元件等。 交货状态应由供应商和消费者商定。 电线按照约定的交货条件装在托盘上。
GH4169 熔炼和铸造工艺
合金的冶炼过程可分为XNUMX种:真空诱导电渣重熔、真空诱导和真空电弧重熔以及真空感应和电渣重熔和真空电弧重熔。 根据零件的使用要求,您可以选择满足应用要求所需的冶炼工艺。
我们生产航空航天发动机的各种固定和旋转部件,包括圆盘、环、外壳、轴、叶片、紧固件、弹性元件、气管、密封元件、焊接结构件等。 我们生产各种弹性元件和网格。 工业应用; 制造用于石油和化工应用的零件和其他组件。
近年来,在合金研究的深入和应用范围扩大的基础上,以提高质量和降低成本为目标,开发了许多工艺。 它采用氦冷却工艺进行真空电弧重熔,有效减少铌。 隔离; 戒指的生产采用喷涂成型工艺,可以降低成本并缩短生产周期。 采用超塑性成型工艺,扩大了产品的生产范围。
GH4169 的热性能 GH4169 的熔融温度范围为 1260~1320°C。
GH4169 的导热系数如表 2-1 所示。
θ/°C | 11 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 |
λ/(W/(m・C)) | 13.4 | 14.7 | 15.7 | 17.8 | 18.3 | 19.6 | 21.2 | 22.8 | 23.6 | 27.6 | 30.4 |
表 2-2
θ/°C | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 |
c/(J/(kg・C)) | 481.4 | 493.9 | 514.8 | 539.0 | 573.4 | 615.3 | 657.2 | 707.4 |
GH4169 的线性膨胀系数如表 2-3 所示。
θ/°C | 20-100 | 20-200 | 20-300 | 20-400 | 20-500 | 20-600 | 20-700 | 20-800 | 20-900 | 20-1000 |
α/10-6C-1 | 11.8 | 13.0 | 13.5 | 14.1 | 14.4 | 14.8 | 15.4 | 17.0 | 18.4 | 18.7 |
GH4169 的密度
ρ= 8.24 克/厘米3
GH4169 合金的磁能类型是非磁性的。
化学性质
GH4169 在空气中放置4169小时后的氧化速率见表100-2。
θ/°C | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 |
氧化速率 / ((g / (m3•h)) | 0.0176 | 0.0277 | 0.0351 | 0.0961 | 0.1620 |
GH4169 工艺性能和要求
GH4169 的性能
GH4169 合金含有大量的铌,因此铌的偏析与冶金过程直接相关。 ESR 和真空电弧熔炼中电极棒的熔化速率和质量直接影响材料的质量。 它具有很高的熔化率,并产生富含铌的黑点。 如果熔化速度慢,就会形成铌含量低的白点。 电极棒表面质量差,内部裂纹易引起白点的形成。 因此,提高电极棒的质量、控制熔化速率、提高铸锭的凝结速率是冶炼过程中的重要因素。 为避免锭中重元素的离析,迄今为止使用的锭直径不超过 508 毫米。 均质过程必须确保铸锭中的 L 相完全溶解。 铸锭的两级均质和中间坯的二次均质化的时间取决于铸锭和中间坯的直径。 均质过程的控制与材料中铌的偏析直接相关。
目前,在 1160°C、20h+1180°C 和 44h 的均质化不能完全去除铸锭中心的离析。
因此,我们建议使用以程:
1. 1150°C-1160°C,20h-30h+1180°C-1190°C,110h-130h;
2. 1160°C,24h+1200°C,70h.
均质合金具有优异的热加工性。 铸锭的加热温度不应超过1120°C。 锻件的锻造工艺是根据锻件的使用和应用条件以及制造商的要求确定的。 中间退火温度和温度应根据大方坯和锻造生产过程中所需的军工零件的显微组织和特性来确定。 通常,锻造温度应控制在 930°C~950°C 之间。 锻造温度和锻件的变形程度见表。
| 初级锻造 | 初级锻造 | 二次锻造 | 二次锻造 | 粒度和等级 | 粒度和等级 |
– | 加热温度/°C | 变形/% | 加热温度/°C | 变形/% | 基本谷物 | 单独的大颗粒 |
一般战争 | 1065-1090 | – | 1040-1065 | – | 4-6 | 允许以下操作: |
高强度 | 1040-1065 | – | 1010-1040 | 30-50 | 8 | ≥2 |
直接处方 | 995-1025 | > 50 | 970-995 | > 50 | 10 | ≥2 |
为了保持表面清洁,应在加热前和加热过程中清洁工件表面。 如果加热环境中含有硫、磷、铅等低熔点金属,GH4169合金会变脆。 杂质来自油漆、粉笔、润滑剂、水、燃料等。 燃料的硫含量应较低。 例如,液化气或天然气的杂质含量应小于0.1%,城市煤气的含硫量应小于0.25%。 油气含硫量应小于3g/m0.5,含硫量应小于XNUMX%。
GH4169 预热
加热电炉需要更精确的控温能力,炉气呈中性或弱碱性,因此炉气的氧化和还原成分不得波动。
GH4169 热加工
GH4169合金的适宜热工作温度为1120-900°C,冷却方式可以是水淬或其他淬火方法。 热加工后,应及时进行退火,以保证合金的性能。 在热加工中,必须将材料加热到加工温度的上限。 为了确保加工过程中的塑性,变形达到 20% 的最终加工温度不应低于 960°C。
GH4169 的冷加工 冷加工
必须在固溶处理后进行。 GH4169 的加工硬化率高于奥氏体不锈钢。 因此,有必要对加工设备进行相应的调整,并在冷加工过程中提供中间退火工艺。
GH4169 的热处理固溶处理和老化处理的不同过程会导致不同的材料性能。
GH4169 合金具有缓慢的相扩散速率,这会导致长时间老化的机械性能。
GH4169的磨削工艺 GH4169工件焊缝附近的氧化物比不锈钢更难去除,因此需要用细砂带进行抛光。
在用硝酸和氢氟酸的混合物酸洗之前,还应通过砂纸或盐浴等预处理去除氧化物。
GH4169的加工
GH4169的加工应在固溶处理后进行,并应考虑材料的加工硬化。 与奥氏体不锈钢不同,GH4169 适用于低切削速度。
GH4169沉淀硬化GH4169
合金的焊接 适合焊接,焊接后不会发生开裂。 焊接性、可加工性和高强度是这种材料的优点。
GH4169 适用于电弧焊、等离子焊等。 焊接前,材料表面应清洁无油、无粉,有光泽的金属应在焊缝周长 25 mm 范围内抛光。
GH4169 的推荐焊接材料:
GTAW/GMAW
尼克洛夫 S 5219
W.-Nr. 2.4667
SG-镍Cr19钼钼钛
AWS A 5.14 ERNiFeCr-2
BS 2901 第 5 部分:NA 51
GH4169 功能测试
合金涡轮盘、排油盘、整体转子、轴、紧固件等零件已根据发动机型号的规格通过了发动机零部件试验中的过转、断裂和低周疲劳试验。 进行了高空平台的长期(寿命)和飞行测试,以满足设计和应用要求。
GH4169 的使用建议
建议使用,但要避免超过材料承载能力的应力集中。
GH2747 是一种 Fe-Ni-Cr 沉淀硬化变形高温合金。 它在固溶体状态下使用。 长期使用温度可达1100~1250°C,短期使用温度可达1300°C。 这种合金强度高,结构稳定性好,抗氧化性和耐腐蚀性好。
保湿成分
C | 铬 | 镍 | 铁 | 莫 | 四 | 锰 | P | S | 铝 | V | W | Ce |
≤0.10 | 15-17 | 44-46 | – | ≤1.0 | ≤1.0 | ≤0.02 | ≤0.025 | 2.9-3.9 | – | – | ≤0.03 |
性能:
密度 g/cmXNUMX | 导热系数 Y/W/(Mk) | 线膨胀系数 /(10-6/k) |
100-900°C | 20-800°C | |
8.26 | 10.5-24.3 | 17.07 |
温度:0/°C | 20 | 500 | 600 | 700 | 800 |
模量 E/GPa | 218 | 177 | 159 | 146 | 128 |
类 | 热处理 | 温度/°C | 抗张强度 ΣbMPa | 伸长率 A/% | 面积缩减率 Z/%≧ |
≥ | ≥ | ||||
Hot Bar | 标准热处理 | 20 | 550 | 15 | 20 |
1000 | 40 | 30 | 30 | ||
冷轧板 | 标准热处理 | 20 | 600 | 30 |
焊接:
这种合金具有令人满意的焊接加工性能,任何人都可以很好地焊接。 焊接方法。 具有优良的氩弧焊、点焊、滚焊和电子束焊的焊接效果。 焊接异种材料时,可以使用母材丝作为填充金属,也可以使用相同类型的合金作为填充金属。
应用领域:
GH2747适用于生产发动机燃烧室和加力燃烧室的抗氧化部件,工业锅炉、传动设备、热电偶套管等各种耐热部件,以及石化、核能、冶金等的高温氧化器部件。
GH5188 是一种固溶体增强钴基高温合金。 添加 14% 的钨固溶强化可使合金具有优良的高温热强度。 通过添加高含量的铬和微量的镧,这种合金可以具有良好的高温抗氧化性和令人满意的成型和焊接性能,适用于生产980°C以下要求高强度和1100°C以下抗氧化性的飞机发动机零件。 它也可以用于太空发动机和航天飞机。 我们可以制造和供应各种变形产品,如板、板、带、棒、锻件、线材、精密铸件等。
应用领域:制造飞机发动机燃烧室火焰管、导流叶片、燃气轮机和导弹的高温部件。
Mp35N 是一种时效硬化镍钴合金,具有超高强度、韧性、延展性和优异耐腐蚀性的独特组合。 MP35N 对硫化氢、盐水和其他氯化物溶液具有耐腐蚀性。 它还在海水等恶劣环境中具有优异的抗缝隙腐蚀和应力腐蚀开裂能力。 高强度、高弹性模量和耐腐蚀性适用于质量良好的环境。 这种合金的应用还包括
MP35N 等级的医疗器械和牙科产品:
国家标准 | 美标 | 德国标准 | 日本标准 |
MP35N 系列 | 编号 R30035 | 2.4999 | MP35N 系列 |
mp35n 包括:
元素 | C | P | 四 | 镍 | 公司 | 铬 | 莫 | 钛 | 铁 | 锰 | S |
最大值 | 0.025 | 0.015 | 0.15 | 37 | 巴兰 | 21 | 10.5 | 1 | 1 | 0.15 | 0.01 |
最小值 | – | – | – | 33 | 19 | 9 | – | – | – | – |
mp35n 性能:
密度 | 熔点 | 膨胀系数 | 弹性模量 | 抗张强度 |
8.43 克 /cm³ | 在 1440°C 时 | 12.8 微米/米°C | 234 千牛/平方毫米 | 1900 兆帕 |
MP35N 按以下标准运行:
AMS5758
AMS5844
AMS5845
ANSI/ASTM F562
GH3536 是一种富含 Fe Ni Cr 的高温合金溶液,在 900 °C 时的保留时间和蠕变强度中等。 具有良好的抗氧化和耐腐蚀性,良好的冷热加工性,以及焊接性。 适用于生产 900°C 以下的高温零件长期使用,如飞机发动机的燃烧室,以及 1080°C 以下的短期生产。 主要有板、带、管、棒、锻件和铸件。
不同国家对应品牌:
美标 | 法国标准 | 德国标准 | 英国标准 | 国家标准 |
NO6002 / 哈氏合金 X | NC22F电子 | 镍铬22FeMo | 尼莫尼克 PE13 | 编号 GH3536 |
化学成分:
元素 | 最小值 | 最大值 |
C | 0.05 | 0.15 |
铬 | 20.5 | 23 |
镍 | – | 巴兰斯 |
W | 0.2 | 1 |
莫 | 8 | 10 |
铁 | 17 | 20 |
B | – | 0.01 |
S | – | 0.015 |
锰 | – | 1 |
四 | – | 1 |
P | – | 0.015 |
铜 | – | 0.5 |
钛 | – | 0.15 |
铝 | – | 0.5 |
公司 | 0.5 | 2.5 |
性能参数:
密度 g/cm³ | 磁性 | 抗张强度 ΣbMPa | 伸长率 A/% |
≥ | ≥ | ||
8.28 | 不 | 690 | 30 |
导热系数/w/(mk) | 电阻率 °C)/(Ω.毫米2/分钟) | 比热容 °C)/kg/(kj.k)°C | 线膨胀系数 / (10-6/k) |
100-900°摄氏度 | 20-900 °C | 100-900°摄氏度 | 20-900°摄氏度 |
13.38-33.44 | 1.18-1.29 | 0.3726-0.561 | 16.1 |
应用:
工业和航空蒸汽轮机(燃烧室、整流器、结构盖)
工业炉零件、支承辊、网格板、带、辐射管
石油化工炉螺旋管
高温气冷反应器
GH3039 是一种 800 的单相奥氏体固溶体增强合金,在 °C 以下具有中等的热强度和良好的热疲劳性能,800 的抗氧化性在 °C 以下良好。 它具有稳定的微观组织、良好的冷成型性和焊接性。 适用于在 1 和 XNUMX °C 以下长期使用的燃烧室和加力燃烧室的零件。 这种合金可用于板材、棒材、线材、管材和锻件。
3039. GH3039 材料等级:GH39 (GH2)
3039. GH<> 材料技术标准:
GJB 1952-1994 航空用冷轧高温合金板规范
GJB 2297-1995 航空用冷拔(轧制)高温合金无缝管规范
GJB 2612-1996 航空用冷拔高温合金规范
GJB 3165-1998 飞机承重件用热轧和锻造热合金棒材规范
GJB 3317-1998 航空用热轧高温合金板规范
GJB 3318-1998 航空用冷轧高温合金带材规范
GB/T 15062-1994 通用高温合金管
GH3039 化学成分 见表 1-1 。
表 1-1 %
C≤ | Si≦ | 锰≦ | P≤ | S≤ | 铬≧ | 镍≧ | 莫≧ | 铜≤ |
0.08 | 0.80 | 0.40 | 0.020 | 0.-12 | 19.0-22.0 | 津贴 | 1.80-2.30 | |
另一个 | N≤ | 阿尔≤ | 钛≤ | 铁≦ | 公司≤ | 五≤ | W≦ | 注≤ |
– | 0.35-0.75 | 0.35-0.75 | 3 | – | – | – | 0.90-1.30 |
请注意:
合金允许为 Ce。
合金 ω (Cu)=0.20%。
GH3039 热处理系统:热轧和冷轧板和带材的固溶处理:在 1350 – 1490 °C 下,风冷。 钢筋的固溶处理:1350 – 1380 风冷或水冷。
的 GH3039 多样化的规格和供应状况:我们可以供应多种规格,如热轧板、冷轧板、带材、棒材、线材、管材、锻件等。 板材、带材和管材在固溶处理和酸洗后交付。 线材以冷作或固溶状态供应,棒料在运输时未经热处理。
GH3039 冶炼和铸造工艺:电弧炉熔炼、电弧炉或非真空感应炉和电渣重熔或真空电弧重熔、 并采用真空感应炉和电渣或真空电弧重熔工艺。
GH3039 应用概述和特殊要求: 由这种合金制成的飞机发动机燃烧室和加力燃烧室部件经过长期制造和服务测试后表现出优异的性能。
GH3039 物理和化学性质:
GH3039 热特性:假设:
GH3039 的导热系数:见表 2-1 。
表 2-1
θ/°C | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
λ/(W/(m·°C)) | 13.8 | 15.5 | 17.2 | 18.8 | 20.5 | 21.8 | 23.4 | 25.1 | 26.8 |
假设: GH3039 比热容见表 2-2 。
表 2-2
θ/°C | 150 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 |
c/(J/(kg. K)) | 544 | 574 | 636 | 645 | 762 | 779 | 921 | 147 |
假设: GH3039 线性膨胀系数:见表 2-3 。
表 2-3
θ/°C | 20-100 | 20-200 | 20-300 | 20-400 | 20-500 | 20-600 | 20-700 | 20-800 | 20-900 | 20-1000 |
α/10-6 °C-1 | 11.5 | 12.4 | 13.2 | 13.5 | 13.8 | 14.3 | 14.9 | 15.3 | 15.8 | 16.4 |
2. GH3039 密度: ρ =8.3g/cm iii.
3. GH3039 的电气特性:室温电阻率 ρ = 1.18 × 10 -6 Ω. m .
4. GH3039 的磁性能: 该合金没有磁性。
5. GH3039 化学性质: GH3039 抗氧化性:
(1) . GH3039 在空气介质中测试 100 h 后的氧化速率:见表 2-4。
θ/°C | 900 | 100 | 1100 | 1200 |
氧化速率/(g/(m)2·h)) | 0.074 | 0.251 | 0.535 | 1.061 |
表 2-5
θ/°C | 900 | 1000 | 1100 |
沿晶界的氧化深度/mm | 0.020 | 0.052 | 0.068 |
化学物质和成分的鉴定
合金 | 编号 GH3030 | |
% | 最小值 | 最大值 |
铁 | 1 | |
铬 | 19 | 22 |
磷 | 0.015 | |
铜 | 0.2 | |
镍 | ||
铝 | 0.15 | |
钛 | 0.15 | 0.35 |
碳 | 0.12 | |
锰 | 0.7 | |
硅 | 0.8 | |
钒 | 0.1 | 0.5 |
硫 | 0.02 |
GH3030 其物理性能如下:
密度 | 8.4 克 / 厘米3 |
熔点 | 1374-1420 °C |
GH3030 合金在室温下固溶态的力学性能如下:
合金状态 | 抗张强度 | 外延 |
编号 GH3030 | ≥785 | ≥35 |
这种合金具有以下特性:
80镍-20Cr
固溶增强高温合金具有简单的化学成分、令人满意的热强度和 800 °C 以下的高塑性,以及优异的抗氧化性、热疲劳性、冷冲压和焊接加工性能。 固溶处理后,合金变成单相奥氏体,在使用过程中稳定了组织。
GH3030 金相结构:
GH3030 合金是一种单相奥氏体结构,含有少量的 Ti 和 Ti (CN)。
GH3030 的适用范围如下。
1、主要用于800°C以下运行的涡轮发动机的燃烧室。
2. 其他需要抗氧化性但在 1100°C 或更低温度下具有低负载的高温部件
3、用于制作搪瓷炉的可移动燃烧架
GH3044合金是一种900的固溶增强镍基抗氧化合金,具有高塑性和中等热强度,抗氧化性好,在900°C以下冲压和焊接加工性能好。 适用于制造飞机发动机主燃烧室、加力燃烧室零件、隔热罩、导流叶片等。
GH3044 技术标准
锻造 | GB/T14997、GB/T14998、GJB3020 |
酒吧 | GB/T14994、GB/T1493、HB5189、GJB3165 |
板/带 | GB/T14995、GB/T14996、GJB3317、GJB1952、GJB3318 |
丝绸 | GB/T5249、GJB2612 |
GH3044 型号规格:板材、棒材、环锻件、成品洽谈供货。
GH3044 化学成分
C | 锰 | 四 | P | S | 镍 |
≤0.10 | ≤0.50 | ≤0.80 | ≤0.013 | ≤0.013 | |
铬 | 莫 | W | 铝 | 钛 | 铁 |
23.5-26.5 | ≤1.5 | 13.0-16.0 | ≤0.5 | 0.3-0.7 | ≤4.0 |
GH3044 的物理特性
密度: 8.89 g/m3
熔点:1352°C~1375°C
磁性能: 无
GH3044 的焊接特性1. 可提供氩弧焊、点焊、缝焊和钎焊。
2、氩弧焊时,熔池的流动性差,但开裂的发生率小。 在接触焊接中,芯材容易发生接头丝和沉巢的伸长。 通常,应采用较大的电极压力和较低的焊接速度。
GH3044 零件的热处理工艺1. 中间热处理温度为 1140°C ± 10°C,持续 3~5 分钟,空气冷却。
2. * 最终热处理温度根据零件的工作条件确定。 对于热疲劳性能好的零件,在 1150°C 下进行固溶 3~5 分钟,然后风冷。
3. 对于热强度高的零件,让它们在 1200°C 下溶解 3~5 分钟,然后用空气冷却。
GH3044 表面处理技术
在高温下运行的部件可以通过 W-2 搪瓷涂层得到有效保护
GH3044 的应用领域
航空发动机的主燃烧室和加力燃烧室
飞机发动机的焊接结构
发动机安装边缘和管道
导流叶片的组成部分
GH141 是一种沉淀硬化镍基高温合金,在 650~950 °C 范围内具有高抗拉强度和蠕变断裂强度,以及良好的抗氧化性。 由于合金中 Al、Ti 和 Mo 的含量高,很难打开铸锭。 然而,变形的材料具有良好的塑性,允许在冷成型或退火状态下进行焊接。 焊缝的热处理容易发生变形、老化、开裂。 合金种类包括薄板、带材、线材、圆盘、环、锻件、棒材、精密铸件等,适用于生产要求870°C以下强度高、980°C以下抗氧化性的航空航天发动机高温零件。 °C。
GH141 产品名称材料:
编号 GH4141
与 产品名称的 GH141 相同:
UNS N07041,Rene′41,R41,Carpenter41,PYROMET41,UNITEMP41, Hynessalloyr41, j1610 (美国).
GH141 材料技术标准:
GH141 合金棒 (Q/3b 4060-1992)
Q/3b 4063-1992 GH141 合金冷轧带钢
Q/5B 4027-1992 《GH141 合金圆饼、环坯及环件》
GH141 高温紧固件用合金棒材 (Q/6S 1033-1992)
富高新 84-13 航空航天 GH141 合金棒的技术条件
GH141 的规格和可用性
我们可以满足各种规格,如圆饼、环坯、环件、薄板、带、棒、锻件、精密铸件等。 板材以固溶状态交付,棒材和锻件未经热处理交付。
GH141 熔炼和铸造过程
采用真空感应熔炼、真空感应熔炼+电渣重熔或真空电弧重熔。
GH141 应用概述和特殊要求
这种合金广泛用于生产航空航天发动机的高温承重件,如导流叶片、燃烧室、涡轮机、导向装置的高温承重件、轴、盘、叶片、紧固件等。 板焊缝热处理过程中的应变时效开裂可以通过焊前过时效处理和焊前固溶处理后控制冷却速度来解决。 焊接后,进行标准热处理。
GH141 的热特性
GH141 熔融温度范围:1316-1371°C。
GH141 密度: ρ= 8.27 克/厘米3.
GH141 合金的微观结构
在标准热处理条件下去除合金的微组织 除了γ基体外,还有 γ'。 M6C 、 M23C6 和 MC 是在长期老化 μ 期沉淀后发现的。
GH141 工艺性能和要求
GH141 的成型性
在锻造 GH141 钢锭之前,必须经过高温均质处理。 锻造加热温度为1160~1180°C,最终锻造温度不低于1000°C。 板坯轧制的加热温度为1140~1160°C,最终轧制温度不低于1060°C。 轧板加热温度为1140~1160°C,最终轧制温度在800°C以上。
GH141 纺纱性能
它是一种保持细腻质地和低硬度,同时具有出色可纺性的板材。 计算室温下的表面减少率 φ% 壁损 φ max(%) = φ(%)/[ 0.17 + φ (%)]。
GH141 的焊接性能
GH141合金可用于熔焊、扩散焊、钎焊和摩擦焊。 电子束焊和氩弧焊都可用于熔焊。 为了减轻这种趋势,应在焊接前进行缓慢的固溶退火(即 1080 °C),然后以 650 °C/min 的速度冷却至 22 °C。 也有一种方法:焊接前在 1080°C、30 分钟、1.7~4.4°C/min 至 980°C 下 4 小时,1.7~4.4°C/min 下 870 小时至 4°C,然后 1.7~4.4°C/min。 最低 760 °C,16 小时,风冷 [1,16 – 19]。 焊接后,当焊接应力消除,性能恢复时,应迅速加热时效硬化温度范围,以消除应变时效开裂的趋势。 使用颗粒细小、杂质含量低的母材可以消除机械加工硬化,焊接线的低能量也可以减少应变时效开裂的趋势。
GH141 零件的热处理工艺
如果GH141在低温下使用,要求零件具有较高的抗拉强度和疲劳性能,1080°C,风冷+760°C,建议风冷16小时。
当GH141在高温下使用,要求高耐热强度时,1180°C,风冷+900°C,4h,风冷是合适的热处理规格。
GH141 建议 1120°C 30 分钟,风冷 +900°C,对于需要焊接的零件,例如环形零件,4 小时。
Nimonic 80A 是通过在 Ni Cr 基体 γ' 中加入 Al 和 Ti 形成的。 相分散强化高温合金在 700~800°C 和 650~850°C 时具有良好的抗蠕变性和抗氧化性,只是铝含量略高。 这种合金具有优异的冷热加工性能。 我们主要供应热轧棒材、冷拔棒材、热轧板、冷轧板、带材和环形件等,用于生产发动机转子叶片、导叶支架、螺栓、叶片锁板等。 部件。
Nimonic 80A 材料等级:Nimonic 80A。
Nimonic 80A 相似品牌: GH80A (China).
Nimonic 80A 材料的技术标准
Nimonic 80A 的化学成分如表 1-1 所示。
表 1-1 %
C | 0.04-0.10 | 公司 | 2 |
铁 | 1.5 | ||
铬 | 18.0-21.0 | B | 0.008 |
锰 | 0.4 | ||
镍 | 超过 | 四 | 0.8 |
P | 0.02 | ||
铝 | 1.00-1.80 | S | 0.015 |
银 | 0.0005 | ||
钛 | 1.8-2.7 | 碧 | 0.0001 |
铜 | 0.2 | ||
铅 | 0.002 |
注:B 根据计算量,可添加微量的CE、Zr和Mg元素。
Nimonic 80A 热处理设备叶片的杆为 1080°C±10°C,8 小时,风冷±+700°C5°C,16 小时,风冷。 热轧、锻造和冷拔钢筋:如表 1-2 所示。 滚环:(1050~1080°C) ± 10°C,≦2h,水冷 +750°C±5°C(或 +700°C) ±5°C),4h(或 16h),风冷。 热轧薄板、冷轧薄板和带材:进料条件 +750°C ± 10°C,4 小时,风冷。
表 1-2
项目类型 | 固溶处理系统 | 处方系统 |
用于热加工的热轧(或锻造)钢筋 | 1080°C ± 10°C,8 小时,风冷 | 700°C ± 5°C 16 小时,风冷或 750 °C°C ± 5 °C,4 小时,风冷 |
热加工(或锻造)棒料的热轧 | 根据系统 (1) 或 (2): (1080)10°C±1°C的保温时间如表3-40所示,保温时间如下:油冷、水冷、风冷( 正常条件,D≧<>mm,油冷)。 (1080) 10°C ± 1°C,保温时间按表 3-1080 计算,风冷 + 10 °C ± 30°C 水冷 <> 分钟。 | |
冷拔棒材 | 1080°C ± 10°C 用于水冷或风冷,如表 1-4。 |
表 1-3
直径/mm | 保留时间/h | 直径/mm | 保留时间/h |
≤3 | 1 | > 6-12.5 | 4 |
> 3-6 | 2 | > 12.5 | 8 |
Nimonic 80A 规格和可用性 : 提供直径为 d20~55mm 的刀片的热轧棒材,直径为 ≤ 300mm 的热轧或锻造棒材。 冷拔棒材有直径为 8~45mm 的圆棒和内切圆直径为 D8~36mm 的六角棒材。 我们提供外径为 1000 毫米、内径为 900 毫米、高度为 130 毫米的轧制产品。 我们提供厚度为 ≤ 9.5 毫米的热轧板、厚度为 ≤ 4.0 毫米的冷轧板和厚度为 ≤ 0.8 毫米的冷轧带钢。 用于叶片的热轧棒材在供货时未经热处理,表面经过完美抛光或抛光。 用于机加工的热轧棒料提供固溶处理和除锈。 用于镦粗的冷拔棒料以冷拔和抛光方式供应,用于机加工的冷拔棒料以冷拔固溶处理和氧化皮去除,热加工棒料以无氧化皮制造状态供应。 对于锻造车间使用的棒料,表面粗糙度不得小于 3.2 μ m。 轧制环件在供货时经过固溶处理和粗加工。 热轧板、冷轧板和带材在软化、碱化、修整、整平或矫直后供应。
Nimonic 80A 熔炼和铸造工艺
叶片棒材和板材采用真空感应熔炼和电渣重熔工艺。 对于轧制环件和热轧、锻造和冷拔棒材,采用感应熔炼+电渣重熔,真空感应熔炼+真空电弧重熔,或真空感应熔炼+电渣重熔。
Nimonic 80A 应用和特殊要求
这种合金主要用于发动机转子叶片、导叶支架、扇形零件的安装环、螺栓、叶片锁板等零件。
Nimonic 80A 的物理和化学特性
Nimonic 80A 的热性能
Nimonic 80A 熔融温度范围:熔点 1405°C。
Nimonic 80A Of 的热导率如表 2-1 所示。
表 2-1
θ/°C | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
λ/(W/(m·°C)) | 20.11 | 13.83 | 15.48 | 16.75 | 18.39 | 20.93 | 23.48 | 25.57 | 27.66 |
线性膨胀系数的 Nimonic 80A 如表 2-2 所示。
Nimonic 80A 的密度:ρ = 8.15 g/cm3。
表 2-2
θ/°C | 16-100 | 16-200 | 16-300 | 16-400 | 16-500 | 16-600 | 16-700 |
α/10-6°C-1 | 20.18 | 20.86 | 13.69 | 14.08 | 14.50 | 14.94 | 15.36 |
Nimonic 80A 的电性能:室温 ρ = 1.2 × 10-6 Ω。 米。
Nimonic 80A 的磁性:不磁性。
Nimonic 80A 的化学性质
Nimonic 80A 在空气中 100 小时的氧化速率如表 2-3 所示。
表 2-3
θ/°C | 700 | 700 和 XNUMX | 800 |
氧化速率/(g/(M2·h)) | 0.037 | 0.041 | 0.047 |
Nimonic 80A 的机械性能
Nimonic 80A 涡轮叶片条的指定特性如表 3-1 所示。
表 3-1
技术标准 | 样本序列的对数 | 持续性能 | ||||
θ/°C | σ/MPa | 休息时间/时间 | ||||
单个值 | 意味 着 | 范围值 (Rmax) = (f) ・ ( ) | ||||
WS9-7009-1996 | 三 | 750 | 340 | ≥23 | ≥32 | ≤0.6 × 实际平均值 |
Nimonic 80A 的组织结构
Nimonic 80A 相变温度
时间-温度 Nimonic 80A 的精细结构转变曲线
Nimonic 80A 合金叶片坯料的微观组织经过不同热处理规格处理:1080 °C ± 10 °C,8 h,空气冷却处理:1080 °C γ' 相和一些 M7C3 和 M23C6 型晶界碳化物固体溶解。 在冷却过程中,在晶界处形成 M7C3 和 M23C6 型的富铬碳化物。 M7C3 在 1000°C 以上沉淀,并在低于 23°C 的温度下变为 M6C23。 M6C750 在 1000 ~ 1080 °C 下析出并独立成核形成晶界碳化物。 因此,在 10°C ± 8°C 空气冷却 7 小时后,晶界上存在不连续的 M3C23 和 M6C1080 γ'XianGHe MC。
10°C±8°C,700h,风冷+5°C±16°C,700h,风冷处理:合金在5°C下基于固溶体结构进行处理±在16°C下老化7小时后,M3C23晶界继续转变为M6C23,使连续的M6C80在晶界γ'处析出,这些相也长成球形颗粒。
Nimonic 80A的技术性能和要求
Nimonic 80A的成型性
Nimonic 1120A 锻造合金具有优异的锻造性能。 铸锭加热温度为1150~1000°C,开口锻造温度在950°C以上。 停锻温度应不低于 80°C。
Nimonic 1120A 热轧板的加热温度为 1150~930 °C,止压温度不低于 80 °C。
Nimonic 800A 涡轮叶片的锻造涡轮叶片坯料根据规定的工艺要求喷涂保护润滑剂,干燥后可在炉内加热。 将零件的毛坯在电炉中加热,装料温度为20°C±60°C,保持1090分钟,加热温度为1090°C±,锻造温度为950°C,锻造停止温度为1130°C。 在白锻中间工序进行凝固处理,加热温度为10°C±60°C,保温80分钟,风冷。 吹砂后,按规定的工艺要求喷涂保护润滑剂,干燥后加热炉膛。 零件的毛坯应按上述规定装入炉内,加热、绝缘,最后锻造采用曲柄压制成,锻造前用二硫化钼润滑模腔。
具有可焊性的 Nimonic 5A 合金可用于自动对接氩弧焊和缝焊。
有关 Nimonic 1A Weld 无线自动 TIG 焊接(对接接头)规格,请参见表 80-5。
表 1-<>
厚度/mm | 1.2 | |
焊接前的状态 | 软状态 | |
电流/A | 55 | |
电压/V | 10-12 | |
焊接速度/(M/min) | 0.21 | |
背板 | 槽宽 | 4.57 |
凹槽深度 | 1.5 | |
气体流量/(L/min) | 10-15 | |
回气流量/(L/min) | 5-6 | |
钨电极直径/mm | 2-4 | |
喷嘴直径/mm | 10-14 |
注:焊接前,必须用砂布对样品进行抛光,并用丙酮清洗。 厚度为 1.2 mm 或更小的板材不填充焊丝,而是通过批量焊接成型。
Nimonic 80A 的缝焊规格如表 5-2 所示。
表 5-1
厚度/mm | 1.2 | |
上一 状态: 焊接 | 软状态 | |
圆盘宽度/mm | 上 | 0.5 |
底部 | 6.5 | |
功率等级 | 3 | |
电压/V | 390 | |
脉冲光栅 | 15 | |
Restratis 餐厅 | 15 | |
卡路里网格 | 5-8 | |
焊接速度/(M/min) | 0.15 | |
电极压力/n | 8728 |
Nimonic 80A 焊接接头的机械性能如表 5-3 所示。
表 5-3
焊接方法 | 自动响应选项:Matic 氩弧焊 | 缝焊 | |
关节样式 | 对接 | 搭接接头 | |
厚度/mm | 1.2 | 1.2 | |
焊接前的状态 | 软状态 | 软状态 | |
焊接后的状况 | 1080°C ± 10°C,8 小时,风冷 +750°C ± 5 °C,4 小时,风冷 | ||
粘合强度 | θ/°C | 20 | 20 |
σb/ 兆帕 | 1138-1236 | 950-1080 | |
强度系数/% | 100 | 85 |
注:本表中的数据是指 XNUMX 批板材和每批 XNUMX 个样品的拉伸试验数据处理结果。
Nimonic 80A 零件的热处理工艺是按照相应材料技术标准的热处理系统进行的。 对于板材和带材冲压件,每次成型后应进行中间真空退火。 1060°C ± 10°C 反应 10 分钟,氩风机冷却,零件热处理 在真空炉时效处理,750 °C ± 10 °C 反应 4 分钟,采用氩风机冷却。 对于叶片在生产过程中固溶处理后(时效前)的局部加工硬化,应按规定要求进行氩或氢保护表面退火,退火温度为1070-1090°C。
Nimonic 80A 的表面处理Nimonic 80A 的切削和研磨性能显示出良好的可加工性,即使在完全热处理下也是如此。
表 1-4
横截面尺寸小于或等于直径 / mm | H 老化时间/分钟 | 横截面尺寸小于或等于直径 / mm | 保持时间/分钟 |
≤15 | 15-30 | > 15-25 | 30-45 |
Nimonic 90 是一种时效硬化镍基锻造高温合金,具有高含量的钴和各种增强元素。 该合金具有较高的抗拉强度和抗蠕变性,良好的抗氧化和耐腐蚀性,疲劳强度高,在815~870°C冷热交替时具有良好的成型性和焊接性。 我们主要供应冷热轧棒材、冷轧板、带材和冷轧线材。 用于涡轮机机的盘片、叶片、高温紧固件、夹具、密封圈、涡轮发动机的弹性元件等。
Nimonic 90 的材料等级:Nimonic 90。
Nimonic 90 的相似品牌: GH90 (China)。
Nimonic 90 材料的技术标准
Nimonic 90 的化学成分如表 1-1 所示。
表 1-1 %
C | ≤0.13 |
铬 | 18.0 - 21.0 |
镍 | 阿罗万 CE |
公司 | 15.0 - 21.0 |
铝 | 1.0 - 2.0 |
钛 | 2.0 - 3.0 |
锰 | ≤0.4 |
四 | ≤0.8 |
P | ≤0.02 |
S | ≤0.015 |
银 | ≤0.0005 |
铅 | ≤0.002 |
碧 | ≤0.0001 |
B | ≤0.002 |
铜 | ≤0.2 |
铁 | ≤1.5 |
锆 | ≤0.15 |
注:线材规定为 Ω(Pb)≦0.0010%。
Nimonic 90 的热处理系统
Nimonic 90 冷拔棒:1080 °C ± 10 °C,保温时间为风冷或水冷 +1 °C ± 2 °C,750 小时,风冷,如表 10-4 所示。
表 1-2
横截面尺寸小于或等于直径 / mm | ≤3 | > 3-6 | > 6-12.5 | > 12.5-25 |
吨/小时 | 1 | 2 | 4 | 8 |
Nimonic 90 片材和条状(软):1100~1150°C,软化 1~10 分钟,在合适的介质 +750°C ± 10°C 中空气冷却 4 小时。
Nimonic 90 片材和带材(刚性):700 – 725 °C,4 小时,风冷。
用于 Nimonic 90 弹簧的冷拔丝:600°C±10°C,16 小时,风冷或 650°C±10°C,4 小时,风冷。
Nimonic 90 冷拔和固溶处理弹簧丝:1080°C ± 10°C,8 小时,风冷 +700~750 °C,4 小时,风冷。
Nimonic 90 规格和可用性 : 直径或内切圆直径≤ 25 mm 的冷拔或六角棒。 厚度为 ≤ 4mm 的冷轧薄板和厚度为 ≤ 0.8mm 的冷轧带钢; 用于≤ 8mm 直径弹簧的冷拔线材。 冷拔棒材的供应状态分为镦粗棒以冷拔抛光状态交付的情况(如果客户需要以固溶状态交付,将在合同中规定)和以冷拔磨料交付的情况。 用于机加工的棒料以溶液和脱氧形式交付。 冷轧板和带材(软化)在发货前经过软化、碱化和修整。 冷轧板和冷轧钢板(硬质)经冷轧、修整后交货。 弹簧丝以冷拔状态或冷拔后以固溶处理状态交付。
Nimonic 90 熔炼和铸造工艺
合金通过以下 XNUMX 道之一熔化:
(1) 感应溶解和电渣重熔。
(2) 真空感应熔炼和电渣重熔。
(3) 真空感应熔炼和真空电弧重熔。
(4) 真空感应熔炼。
Nimonic 90 应用和特殊要求
这种合金用作高温弹簧元件、高温紧固件、燃烧室夹紧环和止动销。 在海外,它也用于涡轮叶片和涡轮盘。
Nimonic 90 的物理和化学特性Nimonic 90 的热特性
Nimonic 90 的熔点范围为 1400°C。
Nimonic 90 的热导率如表 2-1 所示。
表 2-1
θ/°C | 600 | 700 | 800 |
λ/(W/(m·°C)) | 21.76 | 23.93 | 25.57 |
Nimonic 90 的线性膨胀系数如表 2-2 所示。
表 2-2
θ/°C | 20-100 | 20-200 | 20-300 | 20-400 | 20-500 | 20-600 | 20-700 | 20-800 | 20-900 |
α/10-6°C-1 | 7.71 | 13.09 | 13.51 | 14.04 | 14.52 | 15.03 | 15.58 | 16.36 | 17.38 |
Nimonic 90 的密度为 ρ = 8.20 g/cm3.
Nimonic 90 的电气特性
Nimonic 90 的磁性:这种合金没有磁性。
Nimonic 90 的化学性质
这种合金在 1040°C 以下具有优异的抗氧化性和耐腐蚀性。 1040°C 以上,更容易发生晶间氧化。
Nimonic 90 技术标准中定义的 Nimonic 90 性能
的机械性能
冷拔棒的性能如表 90-3 所示。
表 1-3
技术标准 | θ/°C | 拉伸性能 | 持续性能 | |||
σb/ 兆帕 | σP0.2/ 兆帕 | δ5/% | σ/MPa | 吨/小时 | ||
不小于 | ||||||
WS9 7016-1996 | 650 | 820 | 590 | 8 | – | – |
870 | – | – | – | 140 | ≥30 |
注意:对于溶液中提供的棒材,机械性能样品仅经过老化处理。
表 90-3 显示了为 Nimonic 2 冷轧薄板和带材(软状态)指定的属性。
表 3-2
技术标准 | θ/°C | 成品厚度 ct/mm | 拉伸性能 | 硬度 HV | 持续性能 | ||||
σb/ 兆帕 | σP0.2/ 兆帕 | δ5/% | σ/MPa | 吨/小时 | |||||
不小于 | |||||||||
WS9 7087-1996 | 室温 | 0.25-0.35 | 1080 | 695 | 15 | ≥280 | – | – | |
> 0.35-0.45 | 1080 | 695 | 20 | ||||||
> 0.45 | 1080 | 695 | 25 | ||||||
870 | 每 | – | – | – | – | 140 | ≥30 |
注:耐久试验用试件热处理设备:供气状态+1080°C±10°C,8h,风冷+700°C±10°C,16h,风冷。
表 90-3 显示了 Nimonic 3 冷轧板和带材(刚性)技术标准中规定的属性。
表 3-3
技术标准 | θ/°C | 拉伸性能 | |
σb/ 兆帕 | σP0.2/ 兆帕 | ||
WS9 7086-1996 | 室温 | 1390-1620 | ≥1030 |
有关镍共 3 弹簧丝技术标准中规定的性能,请参见表 4-90。
表 3-4
技术标准 | θ/°C | 成品厚度/mm | 拉伸性能 | 持续性能 | |||
σb/ 兆帕 | σP0.2/ 兆帕 | δ5/% | σ/MPa | 吨/小时 | |||
不小于 | |||||||
WS9 7014-1996 | 室温 | ≤1.0 | 1540 | – | – | – | – |
> 1.0-5.0 | 1390 | 1160 | – | ||||
> 5.0-8.0 | 1310 | 1000 | 10 | – | – | ||
870 | 空白 | – | – | – | 140 | ≥30 | |
WS9 7015.1-1996 规范 | 室温 | > 0.44-0.99 | 1080 | – | 15 | – | – |
> 0.99-8.0 | 1080 | – | 15 | – | – | ||
870 | 空白 | – | – | – | 140 | ≥30 |
注:耐久试验中方坯热处理系统:1080°C±10°C,8h,风冷+700°C±10°C,16h,风冷。
Nimonic 90 生产检验数据表
90-650 显示了 Nimonic 3 冷拔棒在 5°C 下拉伸性能的统计处理结果。
表 3-5
技术标准 | 精炼工艺 | 650°C 时的拉伸性能 | ||
σb/ 兆帕 | σP0.2/ 兆帕 | δ5/% | ||
WS9 7016-1996 | 真空诱导电渣 | 975 | 670 | 24 |
表 90-3 显示了 Nimonic 6 弹簧丝室温拉伸性能的统计处理结果。
表 3-6
技术标准 | 中小企业解散流程 | 线径/mm | 室温拉伸性能 | ||
σb/ 兆帕 | σP0.2/ 兆帕 | δ5/% | |||
WS9 7014-1996 | 真空感应熔炼 | ≤1.0 | 1800 | – | – |
> 1.0-5.0 | 1515 | 1260 | – | ||
WS9 7015.1-1996 规范 | > 0.99-8.0 | 1180 | 690 | 27 |
Nimonic 90 的组织结构
合金的主要强化相是 γ'-Ni3 (Al, Ti),它以不同大小的方形颗粒的形式沉淀到晶粒中,这也存在于晶界 γ' 相中。 碳化物在晶界处以不连续的链形式沉淀。
Nimonic 90的技术特点和要求
Nimonic 90的成型性
它是一种在锻造过程中容易产生内部裂纹的合金。 禁止使用重锤和在低温下倒角。 铸锭的装料温度不应高于700°C,加热温度应为1150°C±10°C,口锻温度应不低于1060°C,最终锻造温度应不低于950°C。 轧制加热温度为 1160°C,最终轧制温度不低于 950°C。 中间退火后,冷拔变形应达到 8%~12%。
Nimonic 90 的焊接性能
这种合金可以通过惰性气体保护钨极电弧焊和闪焊对接焊在固溶状态下进行焊接。
Nimonic 90 零件的热处理工艺
零件的热处理工艺必须按照相应材料技术标准的热处理制度进行。
Nimonic 90 的表面处理
Nimonic 90 的切削和研磨性能在固溶处理中显示出良好的加工性能。 时效过程后,使用硬质刀具以指定的进给率缓慢加工。
GH4145合金主要由γ“Ni3(Al、Ti、Nb)时效镍基高温合金”相组成,在980°C以下具有良好的耐腐蚀性和抗氧化性,在800°C以下具有高强度,在540°C以下具有良好的抗松弛性。 具有良好的成型性和焊接性。 这种合金主要用于制造在 800°C 以下运行并需要高强度和抗松弛性的平面弹簧和螺旋弹簧。 还可用于制造涡轮叶片等零件。 可用产品包括板、带、棒、锻件、环、线和管 [1]。
材料等级: GH4145 (GH145)相似
品牌: Inconel X-750 (美国), Nicr15FE7TIAL (德国), NC15FETNBA (法国), NCF750 (日本)
材料技术标准
Q/3b 4088-1994 GH4145 合金毛细管材料
Q/3b 4098-1995 GH4145 合金丝
Q/3b 4198-1993 GH4145 合金冷轧薄板和带材
化学物质和成分的鉴别
表 1-1
C | ≤0.08 |
铬 | 14.0-17.0 |
镍 + 钴 | ≥70.0 |
铝 | 0.40-1.00 |
钛 | 2.25-2.75 |
铁 | 5.00-9.00 |
Nb+Ta | 0.70-1.20 |
公司 | ≤1.00 |
锰 | ≤1.00 |
四 | ≤0.50 |
S | ≤0.010 |
铜 | ≤0.50 |
P | ≤0.015 |
注:表中Mn、Si是指棒、锻件、环形件和线材的含量,板、带、管的含量为Mn≦0.35%,Si≦0.35%。
热处理设备
板、带、管的固溶热处理系统,按供应状态 980°C±15°C,空气冷却。 在材料和部件的中间热处理系统中,可以选择以下热处理工艺。
退火:955~1010°C,水冷。
焊前退火:980°C,1 小时。
去畸变退火:900°C × 2 小时。
去畸变退火:885°C±15°C,24 小时,风冷。
品种规格和可用性
我们可以提供各种棒材、锻造件、环材、热轧板、冷轧板、条材、管材和线材。
通常,板材和带材通过热轧或冷轧、退火或固溶、酸洗和抛光供应。
棒材、锻件和环材可以锻造或热轧形式提供。 它也可以通过锻造后的固溶处理来供应。 棒材可以在溶解后进行抛光或抛光。 它也可以按订单以冷拔状态生产。
真丝可以溶出水态提供。 对于公称直径或厚度小于 6.35 mm 的线材,固溶后可提供 50%~65% 的冷拔变形。 标称直径或边长大于 6.35 mm 的电线在固溶处理后必须提供至少 30% 的冷拉挤成型。 对于公称直径或边长为 0.65 mm 或更小的线材,固溶处理后至少需要 15% 的冷拔变形。
熔炼和铸造工艺
合金是通过电弧炉和真空耗材的重熔、真空感应和电渣、电渣和真空耗材的重熔或真空感应和真空耗材的重熔来重熔的。
应用概述及特殊要求
该合金主要用于生产耐腐蚀平面波形弹簧、圆周蜗壳弹簧、压缩蜗壳弹簧、弹簧夹环、飞机发动机密封圈等,工作温度不超过540°C。
理化性质
热性能
熔点范围
1395-1425°C
导热系数
见表 2-1
θ/°C | 50 | 100 | 300 | 500 | 900 |
λ/(W/(m・C)) | 14.7 | 15.9 | 20.1 | 25.1 | 37.3 |
GH4145 (GH145) 的线膨胀系数如表 2-2 所示。
θ/°C | 20-200 | 20-300 | 20-400 | 20-500 | 20-600 | 20-700 | 20-800 |
α/10-6C-1 | 13.1 | 13.5 | 14.1 | 14.4 | 15 | 15.6 | 16.2 |
密度
ρ= 8.25 克/厘米3
电气特性
50°C 电阻率 ρ=1.22*10-6 Ω·m
金相结构
合金在标准热处理条件下的微观组织由γ基体、Ti (C, n)、Nb (C, n)、M23C6 碳化物和 γ'[Ni3 (al, Ti, Nb)] 相组成 γ' 决定。 主要加固阶段约为 14.5%。
工艺性能和要求
1. 合金的锻造温度在 1220°C 至 950°C 之间。 合金在密集成型过程后通过固溶体加工。
2、合金的平均晶粒尺寸与变形程度和最终锻造温度密切相关。
3.焊接性好,可用于各种焊接。 焊接后,时效过程获得接近近乎完美的热处理状态的强度。
4、零件的热处理在无硫的中性或还原气氛中进行,以避免硫化。
材质 GH2132
类似品牌材质
A-286 PQA286 UNSS66286 (美国), ZBNCT25 (法国), GH2132 (GH132) 中国
材料技术标准
GJB 2611-1996 航空用冷拔高温合金棒规范
焊接用冷拔高温合金规范 (GJB 2612-1996)
GJB 3020-1997 航空高温合金环规范
GJB 3165-1998 飞机承重件用热轧和锻造热合金棒材规范
GJB 3167-1998 冷镦用高温合金规范
GJB 3317-1998 航空用热轧高温合金板规范
GJB 3782-1999 航空用高温密封锻造圆饼规范
GB/T 14992-2005 高温合金牌号标准
GB/T 14993-1994 旋转件用热轧高温合金棒材
GB/T 14994-1994 高温合金冷拔棒材
GB/T 14995-1994 热轧高温合金板
GB/T 14996-1994 冷轧高温合金板
GB/T 14996-1994 冷轧高温合金板
GB/T 14997-1994 高温合金锻造圆饼
GB/T 14998-1994 高温合金坯料
GB/T 15062-1994 通用高温合金管
物化性质
热性能
熔融温度范围:1364~1424°C
导热系数见表 2-1
θ/°C | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
λ/(W/(mC)) | 14.2 | 15.9 | 17.2 | 18.8 | 20.5 | 22.2 | 23.9 | 25.5 | 27.6 |
线性膨胀系数
线性膨胀系数如表 2-2 所示。
θ/°C | 20-100 | 20-200 | 20-300 | 20-400 | 20-500 | 20-600 | 20-700 | 20-800 | 20-900 |
/ 10-6°C-1 | 15.37 | 16.09 | 16.31 | 16.84 | 17.58 | 18.06 | 18.74 | 19.62 | 20.45 |
优质合金的线膨胀系数如表 2-3 所示。
θ/°C | 20-100 | 20-200 | 20-300 | 20-400 | 20-500 | 20-600 | 20-700 | 20-800 | 20-900 |
/ 10-6°C-1 | 15.7 | 16 | 16.5 | 16.8 | 17.3 | 17.5 | 17.9 | 19.1 | 19.7 |
密度
ρ= 7.93 克/厘米3
电气特性
电阻率如表 2-4 所示。
θ/°C | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 |
ρ/(10-6 Ω.M) | 0.914 | 0.985 | 1.018 | 1.074 | 1.111 |
表 2-4(续)
| 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
ρ/(10-6 Ω.M) | 1.135 | 1 | 1.018 | 1.074 | 1.119 |
磁性能
化学性能
抗氧化性
表 100-300 显示了合金在空气介质中测试 2~5 小时后的氧化速率。
θ/°C | 氧化速率/(g/(M2·h)) | 氧化速率/(g/(M2·h)) | 氧化速率/(g/(M2·h)) | θ/°C | 氧化速率/(g/(M2·h)) | 氧化速率/(g/(M2·h)) | 氧化速率/(g/(M2·h)) |
100 小时 | 200 小时 | 300 小时 | 100 小时 | 200 小时 | 300 小时 | ||
650 | 0.00417 | 0.00276 | 0.00234 | 850 | 0.11630 | 0.12386 | 0.09672 |
750 | 0.03250 | 0.07216 | 0.08322 | - | - | - | - |
金相组织
该合金处于标准的热处理状态,γ球形 Ni3(Ti,Al) 基 γ' 均匀分散在基体相 相 η
晶界附近可能存在少量的 m3b2 工艺性能和要求
1. 结果表明,该合金具有良好的延展性。 锻造加热温度为 1140°C,最终锻造温度为 900°C。
2、合金的平均晶粒尺寸与变形程度和最终锻造温度密切相关。
3、合金具有良好的焊接性能。 合金在固溶状态下焊接,焊接后时效。
GH1140 是一种固溶强化 Fe-Ni 基高温合金。 除了大量的铬外,还使用少量的钨、钼、铝和钛来强化固溶体。 这种合金具有中等热强度、高塑性、良好的热疲劳、微观结构稳定性和焊接工艺特性。 适用于生产工作温度为850°C以下的飞机发动机板状结构件、燃气轮机燃烧室等高温零件。 我们可以提供各种变形产品,如板、棒、管、线、带和锻件。
材料级
GH1140(GH140,CR-2) 材料技术标准
GJB 1952-1994 航空用冷轧高温合金板规范
GJB 2297-1995 航空用冷拔(轧制)高温合金无缝管规范
GJB 2612-1996 航空用冷拔高温合金规范
GJB 3020-1997 航空高温合金环规范
GJB 3317-1998 航空用热轧高温合金板规范
GJB 3318-1998 航空用冷轧高温合金带材规范
GJB 3165-1998 飞机承重件用热轧和锻造热合金棒材规范
GJB 3167-1998 冷镦用高温合金规范
GB/T 15062-1994 通用高温合金管
热处理设备
固溶处理:热轧板、冷轧板和带材1050~1090°C,风冷。 电线和管道的温度为 1050-1080°C,风冷或水冷。 棒材和环形坯料为 1080°C±10°C,风冷。
品种规格和供货情况
我们可以提供各种热轧板、冷轧板、带材、棒材、线材、管材、锻件和环。 板、管、线和条在供应前经过沉淀和酸洗。 棒材和环材以热轧或锻造形式供应。 锻件以锻造状态或固溶处理后供应。
熔炼和铸造工艺
:电炉熔炼或电炉 + 电渣重熔。
应用概述和特殊要求
用于制造燃烧室火焰管、加力燃烧室扩散器、整流器支撑板、稳定器、燃料环、加力燃烧室可调喷嘴壳、管接头、衬套、飞机尾盖蒙皮等零件,并已批量生产。 在550~800°C的温度范围内,长期使用后会出现一些固化现象,室温可塑性会降低。 1000°C 以上的高温抗氧化性略逊于类似应用的镍基合金。
物化性质
热性能
密度
ρ= 8.09 克/厘米3
电气特性
室温电阻率 ρ = 1.07*10-6 欧姆
磁性
合金没有磁性。
化学性质
: 抗氧化性
合金在空气介质中 2 小时的氧化速率见表 1-100。
θ/°C | 700 | 800 | 900 | 1000 | 1100 |
氧化速率 / ((g / (m2. H)) | 0.014 | 0.028 | 0.139 | 0.270 | 0.523 |
如果合金在 700°C 以上长时间使用,则会沿晶界发生氧化。 在 700°C~1200°C 下观察晶界氧化深度 100 h。 在 700 至 900°C 和 1000 H 处观察到晶界的氧化深度。
由这种合金制成的火焰管在 900°C 以上长时间使用后会氧化和剥落。 氧化脱皮速率为 0.016 毫米 / 100 小时。 火焰管中部长期运行后的氧化剥离深度见表 0.016-100。
合金 | 氧化剥离深度/mm | 氧化剥离深度/mm |
200 小时 | 800 小时 | |
编号 GH1140 | 0.032 | 0.127 |
编号 GH3039 | 0.116 |
65、66-4、W-2 和 W69-1 搪瓷涂层可用于高温下的长期保护,也可提供实心铝处理和真空喷涂涂层。 有关合金基体和涂层之间的抗氧化性比较,请参见表 2-3。
材料等级 | 100 小时氧化速率 / (g/(m2. H)) | 100 小时氧化速率 / (g/(m2. H)) | 100h 晶间氧化深度/μm | 100h 晶间氧化深度/μm |
900°C | 1000°C | 900°C | 1000°C | |
| 0.062 | 0.236 | 10-20 | 26-30 |
GH1140+65 涂层 | 0.055 | 0.081 | 11-15 | 30 |
GH1140+66-4 涂料 | 0.047 | 0.071 | 11-15 | 30 |
材料等级 | 100 小时氧化速率 / (g/(m2. H)) | 100 小时氧化速率 / (g/(m2. H)) | 100h 晶间氧化深度/μm | 100h 晶间氧化深度/μm |
900°C | 1000°C | 900°C | 1000°C | |
GH1140+W2 涂层 | - | 0.076 | - | - |
GH1140 + 实心铝 | - | 0.030 | - | - |
GH1140+ 真空喷涂镀铝 | - | 0.027 | - | - |
耐腐蚀性
有或没有CS2添加剂,家用航空煤油对GH1140合金没有腐蚀作用,但对于镍基合金,需要添加剂来防止腐蚀。 如果使用外国制造的航空煤油,可能会受到严重腐蚀。
工艺性能和要求 热成型工艺 锻造时,炉温应为 700°C 或更低,加热温度应为 1160°C± 终端温度应为 900°C 或更高。
板坯热轧加热温度 1160°C±轧制温度在 1180°C 时为 950~20°C,进入终道时温度控制在 950~1000°C 以内。
结果表明,热轧板加热温度为1120°C,热轧温度为1120~850°C,总变形量大于50%。
冷轧板的减压率应为30%~40%,成品板的平面变形应不大于3%。
冷成型性
板材具有良好的可塑性,成型过程在室温下进行。 如果零件是通过多种成型工艺制造的,则在每次冷成型后进行中间处理和热处理。 成型前,零件表面涂有硝酸纤维素清漆。
1、铸造冶金工艺
各种先进的铸造生产技术和加工设备,如热控凝固、细造粒技术、激光成型修复技术、耐磨铸造技术等,都在不断发展和改进,独特的技术水平不断提高。 提高各种高温合金铸件产品质量的稳定性和可靠性。
含有或少量铝或钛的高温合金通常在电弧炉或非真空感应炉中冶炼。 当含有铝和钛的高温合金在大气中熔化时,元素燃烧损失难以控制,并且存在大量的气体和夹杂物污染,因此必须采用真空熔炼。 为了进一步降低夹杂物的含量,改善夹杂物的分布和铸锭的晶体结构,可以采用溶解和二次重熔的双重工艺。 冶炼的主要手段是电弧炉、真空感应炉和非真空感应炉。 重熔的主要手段是真空自耗炉和电渣炉。
可以锻造固溶增强合金和低 Al 和 Ti 含量(Al 和 Ti 的总量小于 4.5%)的合金锭。 Al 和 Ti 含量高的合金通常进行挤压或轧制,然后进行热轧。 根据产品的不同,可能需要进一步的冷轧或冷拔。 较大直径的合金锭或饼应采用液压机或快锻液压机锻造。 。
2. 结晶冶金工艺
近年来开发了一种定向结晶工艺,以减少或消除垂直于铸造合金应力轴的晶界和孔隙。 该过程涉及在合金凝固过程中沿一个结晶方向生长颗粒,从而产生没有横向晶界的平行柱状颗粒。 定向结晶的主要工艺条件是在液相线和实线之间建立并保持足够大的轴向温度梯度和良好的轴向散热条件。 此外,为了消除所有晶界,有必要考虑单晶叶片的制造过程。
3.粉末冶金工艺
粉末冶金工艺主要用于生产沉淀强化和氧化物分散强化高温合金。 该工艺使铸造的高温合金(不能变形)具有塑性甚至超塑性。
4. 强度提升过程
(1) 固溶强化
当将不同原子大小的元素(例如 Cr、W、Mo 等)添加到母材中时,基体金属会发生晶格畸变。 通过添加可以降低合金基体的层压缺陷能量(例如 CO)或减慢基体扩散速率(例如 W、Mo)的元素来强化基体。
(2) 降水增强
在第二阶段,通过时效处理沉淀过饱和固溶体(γ'、γ“、碳化物等)以强化合金。 γ' 晶格常数接近基体的晶格常数,与晶体一致。 γ结果表明,该相以细颗粒的形式均匀沉淀在母材中,阻碍了位错的运动,具有明显的强化效果。 γ' 相是一种 A3B 型金属间化合物,其中 A 代表镍和钴,B 代表铝、钛、铌、钽、钒和钨。 另一方面,铬、钼和铁可以是 a 和 B。 镍基合金 γ' 相的典型耐腐蚀性为 Ni3 (al, Ti)。
γ 的相位强化效果可以通过以下方式增强:
(1) 增加 γ' 阶段的数量。
(2) 如果做一个 γ' 来获得相干失真增强效果,相位和基体之间会有适当的失配。
(3) 铌、钽等元素的加入提高了温度 γ' 以提高抗位错切割能力,并增加了相的反相域边界能。
(3) 加入钴、钨、钼等,以提高相的γ强度。 γ“ 相是一个体心正方形,其成分为 Ni700NB。 这是因为相和基体之间的巨大失配,这可能导致合金中高度的相干应变和高屈服强度。 然而,在 <>°C 以上,强化效果明显降低。 钴基高温合金通常不含γ,并通过碳化物进行强化。
在高温环境中,各种材料的降解速度加快。 在使用过程中,由于温度和应力的作用,结构变得不稳定,容易在材料表面变形、开裂发展和氧化腐蚀。
1. 耐高温和耐腐蚀性
高温合金的耐高温性和耐腐蚀性主要取决于其化学成分和微观结构。 以GH4169镍基锻造高温合金为例,可以看出GH4169合金中的铌含量很高,合金中铌偏析的程度与冶金过程直接相关。 GH4169 的基体是 Ni GR 固溶体,Ni 含量超过 50%,可承受约 1000 °C 的高温,类似于美国 Inconel 718。 γ 基体相 δ 相、碳化物和增强相 γ' 和 γ'' 相组成。 GH4169 合金的化学元素和基体结构表现出其很强的机械性能。 屈服强度、抗拉强度比 45 钢好几倍,塑性也比 45 钢好。 其出色的机械性能是由于稳定的晶格结构和大量的增强元件而形成的。
2. 加工难度高
由于高温合金处于复杂恶劣的工作环境中,加工表面的完整性对其性能起着非常重要的作用。 然而,高温合金是典型的难切削材料,具有高显微硬度、大加工硬化、高抗剪切应力、低导热性以及切削区域的高切削力和切削温度。 在加工过程中,经常会出现表面质量变差和刀具严重损坏等问题。 在一般切削条件下,高温合金表面产生大的硬化层、残余应力、白层、黑层和晶粒变形层。
1. 航空航天领域
:中国自主航空航天工业的发展和先进发动机的发展将增加市场对高端新型高温合金的需求。
航空发动机被誉为“工业之花”,是航空工业中技术含量最高、难度最高的 XNUMX 个部件之一。 对于飞机动力装置来说,金属结构材料具有重量轻、强度高、韧性高、耐高温、抗氧化、耐腐蚀等性能尤为重要,这几乎是结构材料的最高性能要求。
高温合金是一种可以在 600°C 以上的高温和恒定应力条件下长期使用的金属材料。 高温合金的开发是为了满足现代航空发动机对材料的严格要求。 时至今日,高温合金已成为航空发动机热端部件不可替代的重要材料。 在先进的航空发动机中,高温合金的比例达到 50% 以上。
在最新的先进航空发动机中,高温合金材料占发动机总体积的 40%~60%。 在飞机发动机中,高温合金主要用于 XNUMX 个高温局部零件:燃烧室、导叶、涡轮叶片和涡轮盘。 此外,它还用于变速箱、环、加力燃烧室和尾喷嘴。
2. 能源
高温合金广泛用于能源领域。 在燃煤电厂的高参数超超临界发电锅炉中,过热器和再热器应采用高温合金管,其具有良好的抗蠕变性,蒸汽侧具有良好的抗氧化性,废气侧具有良好的耐腐蚀性。 在气电燃气轮机中,涡轮叶片和导叶应使用高温耐腐蚀高温合金,具有良好的高温耐腐蚀性和长期结构稳定性。 在核领域,有必要为传热管选择具有良好可溶性腐蚀的高温合金。 蒸汽发生器; 在煤气化、节能减排领域,具有优良高温热腐蚀性能和高温耐磨性的高温合金得到广泛应用; 在油气开发中,特别是深井开发中,钻具处于4~150°C的酸性环境中,再加上CO2、H2S和沉积物的存在,必须使用耐腐蚀、耐磨的高温合金。
中国的大型发电设备制造集团,如上海电力、东方电力、哈尔滨汽轮机厂等,近年来生产规模和生产技术都有所提升,带动了发电设备对汽轮盘的需求。 日本正在开发的新一代发电设施——大型地面燃气轮机(也可用于为船舶提供动力)取得了重大进展。 批量生产后,对高温合金的需求将增加。 同时,核电设备的国产化也将刺激对国产高温合金的需求。