先進高溫合金制備工藝 流程(K405鑄造高溫合金(舊牌號:K5))
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先進高溫合金制備工藝 流程
廣義上的高溫合金指的是能夠在高溫下抗氧化或腐蝕,并能在一定應力作用下長期工作的一類合金,包括鑄造高溫合金、金屬間化合物等高溫金屬材料。
狹義上的高溫合金是以鐵、鎳、鈷為基,能在大約600℃以上的高溫下抗氧化或腐蝕,并能在一定應力作用下長期工作的一類合金。
高溫合金自誕生以來從原來的鐵、鎳、鈷為基,不斷發展和演變,以及引入新的加工工藝,從傳統的鑄造高溫合金和變形高溫合金,發展出粉末高溫合金、氧化物彌散強化(ODS)合金、金屬間化合物等新型高溫合金,從而大大擴展了高溫合金的內涵。
700度以下使用,鎳含量少于50%,抗氧化性弱。
應用廣泛,主要用于航天發動機板材、棒材、盤鍛件及燃燒室等。
730-1000度使用,鎳基合金的升級版。
使用溫度可達1000度,組織均勻,熱加工性能良好,熱疲勞性良好。
高溫抗氧化性好、剛度大、密度低、彈性模量好。
高溫合金在材料工業中主要是為航空航天產業服務。
伴隨著航空航天產業的發展,我國已經建立起自己的高溫合金體系,從而形成了一定的產業規模。
高溫合金由于其優良的耐高溫、耐腐蝕、抗疲勞等性能,已經逐步應用到電力、汽車、冶金、玻璃制造、原子能等工業領域,從而大大擴展了對高溫合金的需求。
高溫合金材料成分十分復雜,含有鉻、鋁等活潑元素,在氧化或熱腐蝕環境中表現為化學不穩定,同時機加工制成的零件表面留下加工硬化和殘余應力等缺陷,為材料的化學性能和力學性能帶來十分不利的影響。
由于合金化程度高,高溫合金材料極易產生成分偏析,這種偏析對鑄造高溫合金和變形高溫合金的組織與性能都有重大影響。
高溫合金的這些特點決定了它區別于普通金屬材料的加工工藝[1,2]。
粉末冶金氧化物彌散強化(ODS)高溫合金制備工藝。
氧化物彌散強化(ODS)高溫合金是一類粉末高溫合金,其突出特點是在高溫(1000一1350℃)下具有較高的強度。
對于傳統高溫合金及粉末高溫合金來說,Y'析出相及碳(氮)化物強化是其主要的強化手段。
但在高溫下,Y'析出相及碳(氮)化物發生粗化和溶解于基體而失去強化作用。
以下將以氧化物彌散強化高溫合金為例,了解高溫合金的制備工藝[4]。
高溫合金粉末的制備有三種制粉工藝:氣體霧化法、旋轉電極法、真空霧化法。
而ODS高溫合金粉末的制備方法與上述制粉方法有著本質的差異,其關鍵是將超細的氧化物質點均勻分散于合金粉末中。
(1)熱等靜壓(Hotisostaticpressing,HIP)。
熱等靜壓工藝的關鍵在于溫度、壓力和時間的控制,首先熱等靜壓的溫度不能過高,這樣可以避免彌散相的長大;其次,熱等靜壓的壓力選擇應高于相對應溫度合金材料的屈服應力,使粉末顆粒能夠有效變形并發生冶金結合,消除材料空隙,提高合金致密度;保壓時間的選擇也很關鍵,時間太長已經致密化的合金在高溫高壓條件下組織發生變化,時間太短則不能有效致密化。
ODS高溫合金一般采用熱擠壓工藝固結,可以將粉末包套直接擠壓成形,也可以將合金化粉末經熱等靜壓密實后再進行二次擠壓成形。
K405鑄造高溫合金(舊牌號:K5)
熱導率:11.72W/(m℃)硬度(HRC):38熱膨脹系數(20-100C):11.610-6/℃。
3、用途舉例:適用于950℃以下工作的燃氣渦輪片和其他高溫用零件。
GH1131/GH131鐵基高溫合金
中國牌號:GH1131/GH131鐵基高溫合金。
GH1131是一種以鎢、鉬、鈮、氮等元素復合固溶強化的高性能鐵基高溫合金,含鎳量約為28%,但其熱強性水平卻與GH3044合金。
合金具有良好的熱加工塑性和焊接、冷成型工藝性能。
主要品種主要產品有冷軋薄板、熱軋中板、棒材、扁鋼和絲材等。
可用于制作在700~1000℃短時工作的火箭發動機和在700病理學750℃長期工作的航空發動機的高溫部件。
二、GH1131(GH131)材料的技術標準:。
2、GB/T14995-1994《高溫合金熱軋鋼板。
4、GJB2612-1996《焊接用高溫合金冷拉絲材規范。
三、GH1131(GH131)高溫合金化學成分:見表1-1:表1-1%。
(2)、GH1131(GH131)熱導率:。
3、GH1131(GH131)電性阻率:。
3、合金組織結構:合金在固溶狀態的組織除奧氏體基體外,還有一次Z向[(W,Nb)CrN]和微量NbC,其總量約占合金的1.43%,以雜質式均勻分布。
合金經700950℃,20h長期時效后,析出L相和少量M6C相,Z向也有補充析出,但隨著時效時間的延長,析出變化不大。
L相屬FeMo型,800℃是L相的析出高峰,900℃開始回溶。
M6C在950℃時效時析出量較多,其他時效溫度的析出量不變。
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