30-4-2-1镍铜合金是Ni-Cu-Si-Fe-Mn系弥散硬化性高耐磨性Ni基合金,通常称为含硅蒙乃尔合金。硅的加入提高了合金的强度、硬度及再结晶温度,改善合金的铸造性能,但明显降低合金塑性。合金具有高硬度、高强度、优良的耐磨性和抗粘合性。合金可在铸态和热处理状态下使用。用于航空燃油装置及其他要求工作稳定的精密摩擦件。
30-4-2-1镍铜合金化学成分要求
LTJ502—1990 《航空用镍铜合金铸棒技术条件》
铸棒化学成分按LTJ502的规定
Cu29.0~31.0
Si3.9~4.7
Fe1.5~2.5
Mn0.8~1.5
Ni+Co余量
Mg0.10
杂质 不大于
Al0.30
C0.20
S0.02
杂质总和0.50
LS 86318 《航空用镍铜合金NCu30-4-2-1挤压棒技术条件》
挤压棒化学成分按LS 86318的规定
Cu29.00~31.00
Si3.80~4.50
Fe1.50~2.50
Mn0.80~1.50
Mg0.10%
热处理制度
合金为时效沉淀强化合金。淬火制度:920~940℃,油淬。
时效制度:580℃,6~8h,空冷。
熔炼与铸造工艺
一般采用真空中频感应电炉熔炼,铸铁模铸造;也可以采用非真空中频感应电炉熔炼,炉衬采用酸性或碱性;玻璃覆盖。合金组元较多,熔点高,熔炼与铸造存在一定难度。由于合金的内应力比较大,采用非直接水冷高结晶器半连续铸造。铸造温度为1450~1480℃。
应用概况与特殊要求
材料具有较高的耐磨性,用于制作航空发动机燃油泵调节器中齿条套筒。代替原来使用的3Cr13材料。20世纪80年代研制成功挤压棒材,由于生产工艺难度较大,成材率低,后又研制开发出铸棒,于20世纪90年代初通过鉴定。铸棒的性能尤其是硬度值较挤压棒有所提高,满足航空产品高耐磨性的要求。
合金还可用于在各种介质中工作的其他耐磨零件:套管、喷嘴、活塞杆等。
物理性能
密度 p=8.5g/cm³ 熔化温度范围 1152℃±10℃。
电阻率p=0.65μ2·m
弹性模量 E=171GPa(-250℃),E=166GPa(20℃)。
切变模量 G=66.5GPa。
耐腐蚀性能 合金在大气条件下和海水中具有高的耐腐蚀性。
供应状态材料的硬度
HRC39.0~43.0(热处理后铸棒)
HRC38~41(热处理后挤压棒)
一、金属耐腐蚀材料
金属耐腐蚀材料分为无缝钢管、合金钢管、不锈钢管、纯银、钛及钛合金等。这些材料的强度大,耐磨性好,使用寿命长。而合金钢管除了具有以上特点外,还具有抗高温的能力。不锈钢管相对于其他金属材料而言,具有较强的抗腐蚀能力,能够耐受一些化学介质的腐蚀。
二、高分子耐腐蚀材料
高分子材料具有良好的耐腐蚀性、耐热性和抗冲击性等特点。目前,广泛应用的高分子材料有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、氟塑料等。氟化聚合物耐腐蚀能力十分强,可以抵御氧化酸、碱、盐等大多数化学介质的腐蚀,而且还具有良好的耐热性和机械性能。
三、陶瓷耐腐蚀材料
陶瓷材料具有硬度大、耐腐蚀性好、耐高温、耐磨损等特点,在化学、石油、电子、冶金等行业广泛应用。常用的陶瓷材料有二氧化锆陶瓷、氧化铝陶瓷、碳化硅陶瓷等。这些材料除了具备耐腐蚀的特点之外,还具有良好的密封性能和耐磨损性能,适用于一些要求高温、高压、高速运转的场合。
总体而言,耐腐蚀材料种类较多,选择何种材料需要根据具体应用环境和工艺要求进行综合考虑,以达到经济合理、性能稳定且长久耐用的效果。