GH4098高溫合金棒時效強化(GH3039高溫合金熱處理工藝)
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本文導讀目錄:

GH4098高溫合金棒時效強化
GH4098合金是我國新研制的仿蘇99的鎳基高溫合金。
該合金含有較高的W、Mo、Al和Ti,屬于典型時效強化加固溶強化鎳基難變形高溫合金。
由于其具有良好的高溫強度、抗氧化性和可焊性而被用于制造航天發動機擋板、隔熱屏、加強筋和航天飛行器固定件及其他工作溫度達1000℃的經冷沖壓和經焊接而成的零部件。
由于GH4098合金中合金元素含量較高,合金的熱加工抗力大、變形困難,前人對其研究主要集中于熱處理制度和熱加工工藝的探索,并探討不同熱處理制度對合金拉伸、持久性能的影響。
2)GH4098合金在3種不同溫度下短時持久應力和斷裂壽命均符合雙對數線性關系。
合金在800,900和1000℃持久實驗測試1h斷裂的持久強度分別為583,323和102MPa,短時持久應力指數n分別為12.91,5.37和8.82。
4)在1000℃時,合金的短時持久性能數據明顯偏離Larson-Miller曲線,持久性能顯著降低。
隨著溫度的提高,GH4098合金晶粒度無明顯變化,而’相體積分數的降低以及’相和晶界碳化物的粗化是合金短時持久性能顯著退化的主要原因。
GH3039高溫合金熱處理工藝
GH3039是一種多元合金,其主要化學成分如表1所示。
為了保證表面加工質量,降低加工成本,需要對其切削過程進行分析和研究。
在研究GH3039高溫合金的切削性能時,應選擇高于常規值的切削參數。
4因素4水平正交切削試驗方案及測量結果見表3。
影響切削力的因素有切削速度,每齒進給量:,軸向切削深度,徑向切削寬度q,切削力的經驗公式可表示為fk,a;,經濟人才B北京;要記住(1)。
7347^-'-4,850/5431(4)。
根據上述公式,在用立銑刀切削GH3039高溫合金的過程中,沿方向的切削力對切削力的影響最大,其次是Y方向和Z方向。
根據切削力經驗公式(5)可知,在高溫合金大徑向銳切削過程中,軸向切削深度ap對切削力的影響最大(指數為o.7855)。
從圖3可以看出,當每個齒進給時當切割速度40m/min,徑向切割寬度a0。
2mm,切削力隨著切削深度的增加而逐漸增大,切削力有明顯的上升趨勢。
每齒進給量對切鐵力的影響略小于前兩者(指數為0。
5911).從圖5可以看出,當軸向切削深度ap0。
2mm,切削速度ve40m/min時,切削力隨著每齒進給量的增加而減小。
本文測量了高溫合金在大徑比切削過程中的切削力,并利用最小二乘法建立了切削力的經驗模型。
公式表明,軸向切削深度對切削力的影響最大,其次是徑向切削寬度和每齒進給量。
隨著切削速度的增加,切削力減小,但影響程度較小。
因此,在實際切削高溫合金GH3039時,粗加工時應采用較大的徑向切削寬度。
GH4720Li鈷基高溫合金執行標準
選用的GH4720Li實驗合金采用真空感應(VIM)+真空自耗重熔(VAR)工藝冶煉,合金化學成分(質量分數,%)如表1所示。
鋼錠經高溫均勻化、開坯鍛造后,等溫鍛構成圓餅。
實驗樣品即取自鍛態餅件,并經10904h/油淬+65024h/空冷+76016h/空冷熱處置后,加工成尺寸為30mm。
由圖1可以看出,隨溫度升高,合金的氧化速率圖1GH4720Li合金在不同溫度下恒溫氧化動力學曲線Fig1IsothermaloxidationkineticsofalloyGH4720Liatdifferenttemperatures及增幅均逐漸增大。
如圖2所示,該合金的氧化溫度在650900范圍內動力學遵循拋物線規律,即滿足以下關系:(西)2K物理實驗(1)其中:W代表單位面積氧化增重,g2m-4;t表示氧化時間,h;p代表不同溫度下氧化的拋物線速率。
從圖3可以看出,整個溫度可以是區間分為9231073K和10731173K兩部分。
穿過經計算,兩部分分別滿足不同的阿倫尼烏斯關系:Kp625。
10-16exp(18000/噸)T(9231073K)(3)Kp280。
10-4exp(26250/噸)T(10731173K)(4),這里Kp的單位是g2m-4h-1,所以在使用中公式(1)計算時,單位也應采用g。
對不同溫度下合金氧化層截面的分析表明(圖5),650750的氧化層厚度只有2500米;氧化層厚度約為10米;在900時,氧化層厚度達到約20m,氧化層疏松多孔,表明它是相容的。
表3是通過90.氧化層截面成分分析得出的主要合金元素。
從表3可以得出結論,鈦含量氧化層的數量沿厚度方向從內向外逐漸增加,而鉻的含量布的規律正好相反。
使用APBX射線衍射(XRD)來研究不同溫度下的氧化層。
分析了相組成(表4和圖6),結果顯示650氧化物主要由(Cr088Ti012)2o3、Cr2NiO4和TiO組成;在700時,Cr2NiO4逐漸減少,(Cr088鈦012)2O3逐漸增加;在50時,Cr2NiO4基本上消失了,(Cr088Ti012)2O3進一步增加;00在,(Cr088Ti012)2O3繼續增加,并伴有少量TiO2;00在和TiO2的含量大大增加。
結合以前測試結果,在氧化初期,試樣表面首先形成一層鉻基氧化層。
隨著時間的推移,在氧化膜的外面逐漸形成一層鈦主要是含鉻氧化物層。
表5顯示了在不同溫度下氧化100小時的合金的氧。
氧化100小時后,氧化膜幾乎不脫落或脫落很少。
合金的抗氧化等級,主要通過平均氧化速率和樣品在50100小時時間間隔內的平均值從圖7和表5可以看出對水垢脫落量的綜合評價。
合金在50100小時內的平均氧化速率為900。
低于01g/(m2h)平均鱗片脫落量小于為10g/m2,屬于完全抗氧化級別。
低于50,合金中的氧化學反應的速率隨著溫度的升高而緩慢增加;超過750,合金氧化學轉化的速率隨著溫度的升高而顯著增加。
通過計算和擬合,平均氧速率和溫度之間存在以下關系(見圖7):W()2355。
10-4T-03578(5)其中的w為50100小時的平均氧化速率,t為溫度。
總之,GH4720Li合金在900下完全抗氧級,其中750以下的抗氧化性能尤為突出。
2)GH4720Li合金在650~900范圍內的氧化動力學遵循拋物線規律,氧化機理從初始表面產生。
將反應機理控制改為擴散機理控制,并使用Arrhenius方程得到合金的氧含量在650~900范圍拋物線速率常數。
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