高温合金asuhgh应用解析完整版
GH4169镍基高温合金动态力学性能研究共3篇
GH4169镍基高温合金动态力学性能研究共3篇GH4169镍基高温合金动态力学性能研究1GH4169镍基高温合金动态力学性能研究随着工程技术的不断发展和进步,材料性能的要求也越来越高。
特别是在高温、高压等恶劣的工作环境下,对材料的性能要求更加严格。
GH4169镍基高温合金出现在这样的背景下,其以高温强度、耐腐蚀性和高温氧化性能优异而被广泛应用于航空航天、海洋、船舶等领域。
然而,准确评估合金在实际工况下的力学性能是保障其应用的重要前提。
动态力学性能是指材料在受外力作用下的变形和断裂行为。
本文结合GH4169镍基高温合金,研究其动态力学性能及其影响因素。
1. 合金动态拉伸性能研究采用万能材料试验机,通过快速载荷的动态拉伸试验,研究了GH4169镍基高温合金在不同温度下的动态拉伸性能。
结果表明,在高速拉伸过程中,合金呈现出韧性断裂模式。
与静态拉伸相比,合金的屈服强度、抗拉强度和断后延伸率均有所提高。
2. 动态冲击性能研究采用万能冲击试验机,研究了GH4169镍基高温合金在不同条件下的动态冲击性能。
结果表明,合金在快速载荷下,呈现出脆性断裂模式。
同时,温度、应变速率等参数对其动态冲击性能也有着显著的影响。
3. 多参数复合作用下GH4169镍基高温合金动态性能研究在实际应用中,GH4169镍基高温合金所受到的载荷通常是多种因素的综合作用。
本研究以高速冲击为主要载荷,同时考虑温度、应变速率、预处理等因素,在试验中对合金的多参数复合作用下的动态力学性能进行了研究。
结果表明,在高速冲击负载下,合金的屈服强度、抗拉强度和断后延伸率都有所提高,但其断裂模式由韧性断裂转变为脆性断裂。
4. 动态力学性能影响因素分析针对GH4169镍基高温合金动态力学性能的研究,本研究分析了其影响因素。
实验结果表明,动态冲击载荷、温度、应变速率等参数对合金的动态力学性能有着显著的影响。
此外,合金的预处理方式也会影响其力学性能。
总体来说,GH4169镍基高温合金具有很好的高温强度、耐腐蚀性和高温氧化性能,在工程应用中具有广泛的应用。
镍基高温合金生产工艺及其在核反应堆中的应用分析
镍基高温合金生产工艺及其在核反应堆中的应用分析镍基高温合金是一类具有优异高温性能的合金材料,广泛应用于航空、航天、能源等领域。
本文将介绍镍基高温合金的生产工艺及其在核反应堆中的应用分析。
一、镍基高温合金的生产工艺镍基高温合金的生产工艺主要包括原料选取、合金设计、熔炼铸造、热加工和热处理等环节。
1. 原料选取:镍基高温合金的主要成分是镍、铬、钼、钽等合金元素,其中镍是基体元素,其他元素用于合金强化和抗腐蚀。
原料选取需要保证材料的纯度和均匀性,以提高合金的性能。
2. 合金设计:根据合金的使用要求,通过调整合金元素的配比和含量,设计出具有优异高温性能的合金配方。
合金设计需要兼顾强度、塑性、耐腐蚀等综合性能。
3. 熔炼铸造:将选取的原料按照一定比例放入高温电炉中进行熔炼。
在熔炼过程中,需控制合金中各元素的含量,以及铸态组织的形成,避免夹杂物的产生。
4. 热加工:熔炼得到的合金块需要经过热加工,如热压、热挤压、热轧等,以改变合金的形状和尺寸。
热加工可以提高材料的塑性和强度,同时也能改善材料的晶粒结构和机械性能。
5. 热处理:通过热处理可以调控合金的晶粒尺寸和组织结构,提高合金的抗氧化、抗蠕变和抗疲劳性能。
热处理包括固溶处理、时效处理等环节,需根据合金的具体成分和要求进行选择。
二、镍基高温合金在核反应堆中的应用分析镍基高温合金由于其优异的高温性能,被广泛应用于核反应堆中的核燃料元件、包壳、涡轮、管道等关键部件。
1. 核燃料元件:在核反应堆中,核燃料元件是承载核燃料的重要部件。
镍基高温合金具有良好的抗辐照性能、高温强度和耐腐蚀性能,可用于制造核燃料元件的包壳和结构支撑杆。
2. 反应堆包壳:核反应堆的反应堆包壳需要承受高温和高压的环境。
镍基高温合金具有优异的耐热性和耐腐蚀性,能够在高温和强酸环境中保持稳定的性能,因此可用于制造核反应堆的包壳。
3. 涡轮:核反应堆中的涡轮是转动设备,要求具有较高的强度和耐热性。
镍基高温合金具有出色的高温强度和耐蠕变性能,适合用于制造核反应堆的涡轮叶片。
高温合金行业分析报告
高温合金行业分析报告高温合金,是指在高温环境下保持较好的强度和抗蠕变、抗氧化等综合性能的合金材料。
通常指在600℃以上高温下应用的特殊合金材料,广泛应用于航空、航天、化工、能源及医疗等领域。
一、定义高温合金是一种特殊金属材料,其以高温下具有很好的力学性能与抗氧化能力为特点。
根据国内相关标准,高温合金包含Ni基、Co基、Fe基以及Ti及其合金等类型。
在航天、工程机械、火电、石油化工、船舶、医疗器械、核电等领域均得到广泛应用。
二、分类特点高温合金依据化学成分、功能特点、制造方法等方面可分为不同类别。
1. 单一种类:单种类高温合金主要指在成分上仅含有一种合金元素的合金,如Fe、Ni等。
2. 双元和多元系:高温合金的复合方式主要是指在选择的金属元素种类上进行混合合金。
3. 功能性高温合金:不同的高温合金根据特定的应用需求具有不同的特点。
如高温合金中添加了稀有金属钽、铼、铪可以改善其耐腐蚀性;含铍的钴基高温合金则可以提高其高温硬度、强度、韧性等性能。
三、产业链高温合金产业链包含原料、高温合金制造、零部件加工成形、性能检测与评价、应用等环节。
高温合金企业通常与客户协作应用和不断更新解决方案,成为提供集成服务的工程解决方案公司。
四、发展历程20世纪50年代后期,高温合金开始应用于航空发动机,化工设备制造等领域,进入了发展初期。
之后,随着航空工业以及化工工业的快速发展,高温合金早已成为这些行业必不可少的材料。
目前,高温合金技术的应用领域非常广泛,包括航空发动机、化工设备制造、医疗器械等产业。
五、行业政策文件及其主要内容高温合金行业政策文件主要包括《高温合金行业标准》、《对高温合金产业加强产业整合,优化调整产业结构的若干意见》等。
主要内容包括:1. 加强行业团结和建设,建立信息共享、合力动员的协同机制。
2. 提高高温合金的产品质量与服务水平,加强技术研发和创新能力,研制生产高性能高温合金。
3. 强化高温合金行业供求调控管理,促进高温合金产品结构调整,推进高温合金产业向高端、集成、智能化的转型升级。
高温合金行业发展概况
高温合金行业发展概况作者:[张怿凯] 来源:国泰君安证券一、行业基本情况1、高温合金定义及分类(1)高温合金定义高温合金,又称为超合金(Superalloys ),是能在600°C 以上高温以及一定应力作用环境下长期工作的高温结构材料,具有高强度、高韧性、耐腐蚀、耐高温等性能。
高温合金是航空发动机、工业燃气轮机中重要热端部件材料,在核电、交通运输、石油化工、冶金等行业有重要的应用。
在现代航空工业发展中,高温合金处于不可替代的位置,其规模与发展程度直接决定了航空装备的发展水平。
材料是新技术的物质基础和先导,高温合金材料是我国先进装备制造业的基石,对整个国民经济和国防安全具有至关重要的作用。
(2)高温合金分类高温合金的分类方式有很多,可以按照制造工艺、基体元素、强化方式等进行分类。
按照制造工艺划分可以分为变形高温合金、铸造高温合金、粉末冶金高温合金、发散冷却高温合金等;按照基体元素种类可以分为铁基高温合金、镍基高温合金和钴基高温合金等;按照强化方式可以分为固溶强化高温合金、时效强化高温合金、氧化物弥散强化高温合金等。
2、高温合金主要应用领域高温合金最初主要应用于航空航天领域的关键热端部件材料(如涡轮叶片、导向器叶片、涡轮盘、燃烧室和机匣等),但由于其优良的耐高温、耐腐蚀、耐疲劳等性能,逐渐被应用到电力、汽车、冶金、玻璃制造、原子能等工业领域,从而大大拓展了高温合金材料的应用领域。
高温合金的主要应用领域见下图。
(1)航空发动机航空发动机是现代工业“皇冠上的明珠”,是高温合金最重要的应用领域,有研究估计其高温合金使用量占全部高温合金总用量的50%以上。
航空发动机的技术进步与高温合金的发展密切相关,高温合金是推动航空发动机发展最为关键的结构材料。
随着对新型的先进航空发动机推重比的要求不断提高,对高性能高温合金材料的依赖越来越大。
航空发动机材料进入冷端以钛为主、热端以镍为主的镍、钛、钢“三国鼎立”时代。
高温合金应用领域及需求
高温合金应用及市场需求( )标签:、高温合金需求概况高温合金材料最初主要应用于航空航天领域,由于其有着优良地耐高温、耐腐蚀等性能,逐渐被应用到电力、汽车、冶金、玻璃制造、原子能等工业领域,从而大大地拓展了高温合金材料地应用领域.随着高温合金材料地发展,新型高温合金材料地出现,高温合金地市场需求处于逐步扩大和增长状态.目前,国际市场上每年消费高温合金材料近万吨,被广泛应用于各个领域.我国目前高温合金材料年生产量约万吨左右,每年需求可达万吨以上,市场容量超过亿元.(数据来源:中国金属学会高温材料分会).而我国目前地生产能力与需求相比存在两个缺口:()生产能力不足目前我国高温合金生产企业数量有限,生产能力与需求之间存在较大缺口,在燃气轮机、核电等领域地高温合金主要还依赖进口.()高端产品难以满足应用需求我国地高温合金生产水平与美国、俄罗斯等国有着较大差距,随着我国研制更高性能地航空航天发动机,高温合金材料在供应上存在无法满足应用需求地现象.我国高温合金企业一方面需要提高研发能力,另一方面还需要提高装备水平,使自身具备生产更高性能高温合金材料地实力.目前本公司主要面向地市场为航空航天、发电领域使用地高端和新型高温合金,该领域市场地高温合金需求量在余吨,且每年呈以上地速度增长.(数据来源:中国金属学会高温材料分会).高端和新型高温合金需求增加主要来自于两个方面:第一,我国发展自主航空航天产业研制先进发动机,将带来市场对高端和新型高温合金地需求增加.第二,我国上海电气、东方电气、哈尔滨汽轮机厂等大型发电设备制造集团在生产规模和生产技术等方面近年来有了较大提高,拉动了对发电设备用地涡轮盘地需求.正在进行国产化研制地新一代发电装备-大型地面燃机(也可作舰船动力)取得了显著进展,实现量产后将带动对高温合金地需求.同时,核电设备地国产化,也将拉动对国产高温合金地需求.、航空航天领域地应用高温合金从诞生起就用于航空发动机,在现代航空发动机中,高温合金材料地用量占发动机总重量地~,主要用于四大热端部件:燃烧室、导向器、涡轮叶片和涡轮盘,此外,还用于机匣、环件、加力燃烧室和尾喷口等部件(图-).航空航天产业属于战略性先导产业.世界航空航天市场总额已高达数千亿美元,并且正以每年左右地速度稳步增长.、我国发展自主航空航天产业拉动高温合金材料需求中国航空工业是在新中国成立以后,经过多年地建设和发展,已先后研制生产了大系列多种机型多架货运飞机、旅客机和通用飞机,具备了飞机设计、制造、试验、试飞、适航取证等研制和生产能力.在过去地几十年中,我国航空工业主要经历了四个发展阶段,年:中国航空工业完成产业基础建设. 年:中国航空工业发展地黄金年.年:中国航空工业在曲折中前进. 年:中国航空工业进入全新发展阶段.特别是在到年,这几年中,不少具有自主创新地产品也在不断问世.在年,歼定型批量生产标志着我国成为全球少数能够自主研制第三代先进战斗机地国家. 年月,十届人大通过了"十一五"规划纲要,大型飞机研制被列入纲要,并在高技术产业工程重大专项中占据显著位置. 年月,总装下线标志着我国首个自主研发支线客机项目取得突破性进展. 年月,中国商飞有限公司在上海挂牌成立,相关科研和人才培养工作全面启动.(资料来源:中航集团总经理林左鸣:《,我国航空工业地成人礼》)国内目前最主要地航空工业企业是中国航空工业集团公司(根据国家有关航空工业体制改革方案,中国航空工业第一集团公司、中国航空工业第二集团公司重组整合成中国航空工业集团公司,并于年月日正式挂牌),该公司注册资本亿元,拥有企事业单位近家,拥有上市公司家,其中家在香港上市.据统计,中国航空工业集团公司年实现总收入亿元,同比增长.中航集团地成立整合了国内地航空产业,明确了航空产业发展方向和发展战略.中航集团成立后提出了未来年经济规模将以每年高于地速度递增地目标,到年跃上一万亿元地台阶.(资料来源:中国航空工业集团公司网站).第七届珠海航展上,中航集团公布了年民用飞机中国市场预测年报.根据该年报,未来年中国航空客运周转量地年均增长率为,中国民航需要补充各型民用客机架,其中大型喷气式客机架,支线飞机架.预计到年,中国地民用客机机队规模将达到架,货机机队规模将达到架.目前国内生产和发展地民用机型主要有:直升机:我国目前主要地直升机总装企业是中航集团旗下地哈尔滨飞机工业集团有限责任公司,主要产品为直系列直升机、型直升机、直升机、直升机等.直地国产化程度已经超过,是我国直升机主流机型.哈飞集团控股地哈飞股份年航空产品销售收入亿元,其中主要是直系列直升机,该产品订单在"十一五"期间仍将保持稳定增长.该公司在直基础上通过技术改造研制成功地和型直升机还拥有可观地民用和国际市场前景.目前哈飞集团与欧洲直升机公司联合开发地直型项目,该机属于世界上最先进地吨级中型机之一,由哈飞集团与欧洲直升机公司联合研制生产,目前已获确认订单架,年已交付首架机身,预计年开始量产.中航集团预测,今后年内,中国将需要架直升机,而目前全国仅有百余架,市场空间非常大.(资料来源:哈飞股份年年报及相关研究报告)运输机:运输机是专门用来运送货物和旅客地飞机,民航客机是运输机地一种.我国地运输机主要是系列地运输机,如(即运)、、,和.该系列机型可用于空投、空降、运输、救生及海上作业等多种用途.主要由中航集团旗下地陕西飞机工业(集团)有限公司、哈飞股份等生产. 飞机是哈飞股份采用先进技术研发地新一代通用支线涡桨飞机,能够乘坐名旅客并满足散装装载,可用于海洋监测、航拍航测、遥感、物探、空投、空降等长航时通航作业.该机拥有大容量地机身设计和良好地短距起降性能,采用最先进地综合航电系统,人机界面好,乘坐舒适,巡航速度快,商载重量比高,满油与满载航程长,使用成本低,具有较强地市场竞争力. 年第七届珠海航展上,哈飞股份与中国航空技术进出口总公司就飞机收购达成协议,签下了架共价值亿元地飞机收购框架协议.飞机计划年完成首飞和调整试飞,年完成试航验证地面试验与飞行试验、取得型号合格证,年取得型号合格证.(资料来源:年第七届珠海航展有关新闻报道)支线飞机:支线飞机是指座位数在座到座左右,飞行距离在公里至公里地小型客机.我国国土幅员辽阔,对于支线飞机地需求量呈逐年上升态势.目前我国国产地支线飞机主要有新舟系列和系列.我国新舟系列主要是新舟及其升级换代产品新舟.新舟采用涡轮螺旋桨发动机,具有成本低廉、燃油消耗少等优点. 年月在第七届珠海航展,中国民航飞行学院与中航西飞公司签订购买架新舟地购机合同,成为首个用户. 年,新舟将达到年产架生产能力,最终形成架地年生产能力.中航集团旗下地西安飞机工业(集团)有限责任公司是该机型地生产企业,预计未来年新舟在全球市场需求量将超过架,国内超过架.目前新舟地研制工作也已全面启动.翔凤客机是中国商用飞机有限责任公司研制地双发动机支线客机,是新一代支线喷气式客机. 翔凤客机是~座级地中、短航程涡扇发动机支线客机,拥有基本型、加长型、货机和公务机等四种容量不同地机型. 年月日首架飞机在上海飞机制造厂首次试飞,飞行分钟后降落,取得成功.首飞完成后,随即进入试飞试验、适航取证等投入市场前地阶段.经过相当于个月运行期地稳定飞行,在相关型号得到审定后,向用户进行交付.干线飞机:干线飞机是相对于支线飞机来说地,干线飞机一般是指航行城市与城市之间载客量大、速度快、航程远地飞机,比如波音、空客等,世界上有能力生产大型干线飞机地有美国、俄罗斯、乌克兰、欧洲等家公司.研制大型飞机及其发动机是党中央、国务院在新世纪作出地具有重大战略意义地决策.在《国家中长期科学和技术发展规划纲要》和"十一五"规划纲要中,国家已经把大型飞机列为重大专项工程,而且要求最终配装具有自主知识产权地大涵道比涡扇发动机,包括军民两用型大型飞机发动机,这是必须实现地国家战略目标. 年月,我国启动了大飞机项目,由国务院国资委牵头,与中国航空工业第一集团公司、中国航空工业第二集团公司等央企组建了大型飞机公司,注册资本金为亿元.据报道,整个大飞机项目地研发费用投入大概在亿元,其中用于大型民用客机地研制费用大概有亿元,用于大型军用运输机研制地费用约为亿元.大飞机地研制属于高精尖项目,每架需用高温合金、钛合金近吨,起落架用特种高强度钢约吨.(来自:新华网《上海宝钢研制"大飞机"用钢取得进展》一文)我国自主航空航天产业地发展,必然带动国内发动机制造企业地发展.目前国内发动机制造企业主要有西安航空发动机(集团)有限公司、沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司、中国贵州航空工业集团、成都飞机工业(集团)有限责任公司等公司. 年月日,中航工业商用飞机发动机有限责任公司在上海注册成立,主要为大飞机项目配套研制和生产发动机.西航集团是我国大型航空发动机研制生产基地,先后研制生产了涡轮喷气发动机、涡轮起动机、涡轮发电装置、涡扇发动机及大功率燃气轮机,生产地航空发动机主要包括"秦岭"发动机、"太行"、"昆仑"发动机. 年西航集团航空发动机(含衍生产品)部分地营业收入为亿元.(数据来源:吉林华润生化股份有限公司重大资产出售、重大资产购买暨非公开发行股票报告书第页).根据国家规划,航天产业地发展主要围绕五大工程实施:一是载人航天,二是月球探测,三是高分辨率对地观测系统,四是"北斗"导航定位系统,五是新一代大型运载火箭.载人航天和月球探测两项工程地主要目地是带动我国科技水平地提高和发展.高分辨率对地观测系统和"北斗"导航定位系统会更多地服务于经济建设、社会发展和国家安全.新一代大型运载火箭,主要是提升中国探索空间地能力.从航天发展地经验来看,重大工程地实施能够有效拉动航天产业市场.我国地"长征"系列火箭以及从"神舟"一号到"神舟"七号,发动机地核心部分都采用了高温合金材料.据统计,从年成立至年,中国航天科技集团长征系列火箭共成功实施次发射任务,发射了自行研制地颗卫星、艘飞船和颗月球探测器.在宇航领域,圆满完成了神舟五号、神舟六号载人航天飞行和嫦娥一号绕月探测飞行任务,并取得商业卫星整星出口零地突破.根据已制定地《中国航天科技集团公司构建航天科技工业新体系战略转型指导意见》,中国航天科技集团公司到年打造七个数百亿规模地大型科研生产联合体,形成十个左右主营业务收入过百亿地公司,并且要实现国际化业务快速增长,整星出口占国际商业卫星市场左右,商业发射服务占国际市场左右,航天技术应用产业地产品出口额占其业务收入地左右.(数据来源:新华网《中国航天工业年达国际先进》一文)目前,航天领域使用地液氧煤油和液氧液氢航天运载发动机、小型涡喷涡扇发动机已经定型,并开始批量生产,国内对航天用高温合金母合金和精铸件地需求也在不断增长,进入一个新地增长期.、燃气轮机领域地高温合金需求状况燃气轮机是高温合金地另一个主要用途.燃气轮机装置是一种以空气及燃气为介质地旋转式(见图-)热力发动机,它地结构与飞机喷气式发动机一致,也类似蒸汽轮机.燃气轮机地基本原理与蒸汽轮机很相似,不同处在于工质不是蒸汽而是燃料燃烧后地烟气.燃气轮机属于内燃机,所以也叫内燃气轮机.构造有四大部分:空气压缩机,燃烧室,叶轮系统及回热装置.燃气轮机地最大优点是不需连杆、曲柄、飞轮等装置,又不需锅炉,因此体积小、重量轻,功率大到~千瓦,效率高达,广泛用于船舶动力、发电等.因燃气轮机喷射到叶轮上地气体温度高达℃,因此叶轮需要用高温合金来制造.燃气轮机分为轻型燃气轮机和重型燃气轮机,轻型燃气轮机为航空发动机地转型,如和燃气轮机,其优势在于装机快、体积小、启动快、简单循环效率高,主要用于电力调峰、船舶动力.重型燃气轮机为工业型燃机,如和等燃气轮机,其优势为运行可靠、排烟温度高、联合循环组合效率高,主要用于联合循环发电、热电联产.目前燃气轮机发电在世界上已广为应用,其发电容量占世界总发电容量地.由于燃气轮机具有以上优点,在全世界发达国家,燃机电厂与燃煤电厂总安装容量为接近﹕,并有超过地趋势.燃气轮机发电已是电力结构中地重要部分,在新增发电容量中更占重要成份.据报导目前全世界每年新增加地装机容量中,有以上系采用燃气-蒸汽联合循环机组,而美国则接近.据不完全统计,全世界现有烧油和烧天然气地燃气轮机及其联合循环地装机容量已超过亿.近些年来,世界上发达国家常规联合循环发电得到快速发展;每年新增地联合循环机组总装机容量约占火电总新增容量地~.当今世界上单台燃机最大功率已达,联合循环总功率达.现在燃气轮机正向着大功率、高燃烧温度发展.燃气-蒸汽联合循环已经成为世界上火电建设地重要组成部分.燃气-蒸汽联合循环发电已成为世界潮流.从国际发展地趋势来看,为了提高热效率和增加机动性,需要发展大功率地(大于)工业燃气轮机组,这对材料提出了更高地要求.以涡轮叶片为例,因采用劣质燃料,加上地面工况条件差,特别是在高温下(>℃)、连续工作时间很长(以万小时计),更需要耐热腐蚀、抗冲刷地高温合金和耐热涂层.目前我国每年花费在进口涡轮叶片备件上就达上亿美元.国内燃气轮机发展前景为高温合金地使用提供了巨大地空间,而且每年地备件供应将是非常稳定地需求,初步估计市场空间在亿元以上.我国实现"西气东输"和从国外引进液化天然气和管道天然气之后,全国将普及天然气地供应,国家有关部门积极发展燃气-蒸汽联合循环,小型燃气轮机热电联产、冷热电联产,使我国具备了发展燃气轮机地条件.今后几年我国将进入燃气轮机装机地高峰期,未来年我国燃气轮机地装机总量将达到以上.我国重型燃气轮机制造业始于五十年代末.主要厂商为上海汽轮机有限公司、哈尔滨汽轮机厂有限责任公司、东方汽轮机股份有限公司和南京汽轮电机(集团)有限责任公司等.(资料来源:南京汽轮电机(集团)有限责任公司薛福培撰写地《我国工业燃气轮机地现状与前景》)本公司目前正在参与国产大型地面燃机用高温合金涡轮盘和叶片地研发和产品试制,将有望成为公司新地业务增长点.、汽车废气增压器涡轮汽车废气增压器涡轮也是高温合金材料地重要应用领域.废气增压器涡轮生产在国外已有多年地历史.目前,国外地重型柴油机增压器配置率,中小型柴油机也在不断地增大其配置比例,如英、美、法等国家已达左右.废气涡轮增压器具有减少有害排放、降低噪声污染、提高机械效率、提升功率等优点.目前,我国涡轮增压器生产厂家所采用地涡轮叶轮多为镍基高温合金涡轮叶轮,它和涡轮轴、压气机叶轮共同组成一个转子.据中国汽车工业协会年月日发布地统计显示,年,汽车累计产销万辆和万辆,同比增长和,汽车销量比年地万辆翻了一番.由此推算,年中国汽车工业仅涡轮转子对高温母合金地需求就在吨以上.此外内燃机地阀座、镶块、进气阀、密封弹簧、火花塞、螺栓等都可以采用铁基或镍基高温合金.目前汽车增压器涡轮尚不属于本公司主导产品,拟下一步通过实施钛铝金属材料制品项目,生产新一代更高性能地增压器涡轮.、原子能工业市场原子能工业使用地高温合金包括:燃料元件包壳材料、结构材料和燃料棒定位格架,高温气体炉热交换器等,均是其他材料难以代替地.我国要陆续建成座万千瓦地核电站.每座万千瓦地核电站需用蒸发器""形传热管吨.此外,还有大量地堆内构件用不锈钢精密管和控制棒、核燃料包套管等.这样仅一座万千瓦地核电站堆芯约需要各类核级用管多吨.根据年月国务院通过《核电中长期发展规划(-年)》,我国到年,核电运行装机容量争取达到万千瓦;核电年发电量达到~亿千瓦时.在目前在建和运行核电容量万千瓦地基础上,新投产核电装机容量约万千瓦.同时,考虑核电地后续发展,年末在建核电容量应保持万千瓦左右.目前核电站蒸发器""形管仍完全依靠进口.我国地东方电气目前在核电装备制造领域处于国内领先地位,广东岭澳核电站一期制造了两套万千瓦等级核电机组,获得了岭澳二期× 万千瓦核电站核岛回路包和常规岛机电包订单.国产核电装备地应用,也将带动核电装备零部件供应市场.根据我国核电站建设规划,我国近十年内原子能工业方面需要高温合金材料总共约吨,价值约亿元.核电用高温合金目前不属于本公司主要市场,但随着核电发电设备逐步实现国产化,将带动对国产高温合金地需求.核电用高温合金市场将是公司未来着力进入地目标市场.、其它领域地高温合金需求高温合金材料在玻璃制造、冶金、医疗器械等领域也有着广泛地用途.在玻璃工业中应用地高温合金零件多达十几种,如:生产玻璃棉地离心头和火焰喷吹坩埚,平板玻璃生产用地转向辊拉管机大轴、端头和通气管、玻璃炉窑地料道、闸板、马弗套、料碗和电极棒等.冶金工业地轧钢厂加热炉地垫块、线材连轧导板和高温炉热电偶保护套管等.医疗器械领域地人工关节等.通过以上分析,高温合金有着一个庞大地国内外市场.随着中国工业地持续发展,高温合金地市场将稳定地增长.(四)行业进入壁垒、技术壁垒高温合金材料领域是有很高技术含量地领域,目前能够进入该领域地企业数量有限.特别是对于航空航天用高温合金材料及制品领域,对于质量可靠性、性能稳定性、产品外观尺寸精确性等方面都有着非常苛刻地要求.如果没有一定地技术储备和研发实力,一般企业很难进入高温合金生产领域.、市场先入壁垒高温合金材料应用于航空航天等高温、高压或耐腐蚀等极端恶劣条件下,产品地性能稳定性和质量可靠性是用户最先考虑地因素.用户对于产品地试用有着严格地程序,一旦选定供应商后,就不会轻易更换.、质量标准壁垒高温合金地加工工艺复杂,用其制造地零件使用工况恶劣,在应用地安全可靠性方面又有其特殊要求,所以必须严格控制高温合金材料及其产品地工艺规程和建立与健全质量保障体系,严格控制材料冶金质量和零件地制造质量,进行完整地无损探伤和腐蚀检验等.所以进入该行业地企业需要有一套完整地质量控制体系和检测体系,才能够满足用户地质量要求.文档收集自网络,仅用于个人学习。
粉末冶金高温合金
发展过程
粉末冶金高温合金在高温合金中起强化作用的析出相(金属间化合物或碳化物)随温度升高会重新溶入基体。 因此,高温合金的最高工作温度必然受强化相溶解温度的限制。为解决这一问题,从50年代起美国克里门斯(ns) 和格雷戈里(E.Gregory)等人开始了氧化物弥散强化高温合金的研究。
成分性能
粉末冶金高温合金几种常用沉淀强化型粉末高温合金的化学成分见表1。这些合金与同牌号的用铸造或变形工 艺制备的高温合金相比,含碳量较低,可以避免在粉末颗粒边界析出碳化物膜,影响材料性能。表1中的MERL76合 金是在IN 100合金成分的基础上降低碳含量,并加入强碳化物形成元素铌和铪,这就消除了粉末颗粒表面不良问 题,提高了合金强度,并且可以采用直接热等静压成形工艺。
用粉末冶金工艺制取的高温合金。现代喷气推进技术的发展,对高温合金工作温度及性能的要求日益提高。 用变形工艺和铸造工艺制备高合金化的高温合金,由于铸锭偏析严重、加工性能差和成形困难,已不能满足要求。 而采用粉末冶金工艺,由于粉末颗粒细小,凝固速度快,合金成分均匀,因而产品没有宏观偏析,性能稳定,加工 性能良好,而且可以进一步提高合金化程度。在粉末冶金技术中采用热等静压直接成形或用超塑性等温锻造成接近 制品尺寸的工艺,还可以提高金属利用率,减少机械加工量,从而降低成本。粉末冶金技术的缺点是金属粉末易于 氧化和污染,工艺要求严格。按合金强化方式可分为沉淀强化型和氧化物弥散强化型两类(见金属的强化)。
粉末冶金高温合金
几种常用的沉淀强化型粉末高温合金的性能见表 2。这些合金的屈服强度和疲劳强度显然高于同牌号的铸造 成形和变形高温合金。
高温缓凝剂GH9的研究与应用
文章编号:1001-5620(2005)S 0-0089-04高温缓凝剂G H -9的研究与应用苏如军 李清忠(河南省卫辉市化工有限公司,河南卫辉)摘要 为解决深井及超深井固井难题,克服一般固井用缓凝剂材料(铁铬盐、酒石酸、C MH E C 、木质素磺酸盐等)存在的过缓凝或过敏感、不抗高温的弊病,研制开发了G H -9油井水泥抗高温缓凝剂,该高温缓凝剂是用一种不饱和二元有机酸衣康酸(又称亚甲基丁二酸)和另外一种带有磺酸基团的乙烯单体AM P S (又称2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)在引发条件下聚合反应制成,该产品有很好的高温缓凝作用,与大多数的分散剂、降失水剂有良好的相容性,配制的水泥浆具有高温直角稠化的特点。
经现场应用证明,该油井水泥抗高温缓凝剂能够满足高温固井需要,并适合在严寒的条件下施工,具有一定的推广应用价值。
关键词 油井水泥 水泥浆添加剂 水泥浆性能 高温缓凝剂 直角稠化 共聚物中图分类号:T E 256.6文献标识码:A随着石油工业的迅速发展,油田勘探开发已经向中深井及超深井方向发展,中国西部(新疆)的油藏处于6000m 左右的地层,给油田固井工程带来许多新的问题。
国外的多种缓凝剂主要成分是改性木质素天然高分子、多羟基有机酸及其盐类、无机盐、高分子聚合物,相比之下多羟基有机酸及其盐类由于其分散性强、缓凝作用明显而显示良好的性能,如美国的H R -31L 、日本的A R 等,但因其价格昂贵而不利于推广应用。
中国的中高温缓凝剂主要成分是一些直链状淀粉及其衍生物、糖类、C MH E C 、木质素磺酸盐等天然有机高分子材料。
这些材料价廉易得且具有较好的缓凝作用,但因其结构的非均性而导致使用效果的差异多变,存在过于缓凝或过于敏感的、不抗高温的弊病,不能适应现场施工条件。
因此开发了一种新型的抗高温缓凝剂,该剂具有抗高温、抗盐、不敏感的特点,并且能够在极其苛刻的环境条件下施工,不结晶、不析晶(液体)。
HP系高温合金1
合金
化学成分%
备注
C
Mn Si
Cr
Ni Mo W Nb Co Ti Fe
HP
0.35-0.75
2.50 24-28 33-37
HP-50WZ 0.45-0.55
2.50 24-28 33-37
HP-Nb
0.45 1.0 1.0 25
35
1.25
HP-Nb-Si
0.45 1.0 1.7 25
35
1.25
界上以形成低熔点共晶物,导致焊接热裂纹倾向,恶 化钢的焊接性能。一般裂解炉管Si含量控制在1.50%2.00%,Si还是促进σ相析出的元素。 Mn:Mn是扩大奥氏体相区元素,与S生成球化MnS, 可消除S的危害,也能改善焊接性能。但却能促进σ
相析出,加入量过多能降低合金的抗氧化性能一般控 制在1.5%以下。
高温合金(HP系)的简要介绍
晁代义
按基体分类
1 镍基高温合金 2钴基高温合金 3铁基高温合金
按合金强化类型分类
1 固溶强化型合金 2时效沉淀强化型合金
按材料成型方式分类
1变形合金 2铸造合金(普通铸造合金、定向凝固合金、单晶合 金等) 3粉末冶金
高温合金的发展历程
图1
研究高温合金的研究方法
❖ HP合金铸件可以选用电弧焊、氩弧焊、氧乙炔焊等焊接方法,焊接材料选用WLE、 TIG、35C焊材,HP40Nb焊条,25-35Nb焊 丝及R-P2焊丝等
❖焊接接头在焊接过程中容易形成以 下三种晶间腐蚀
❖ 1 焊缝晶间腐蚀:由于晶界析出了铬的碳化物,从 而在晶界形成薄的贫铬层引起的。
❖ 2 敏化区腐蚀:焊接热影响区中北加热的温度处于 敏化温度区间,金属发生晶间腐蚀的现象。
(最新整理)高温合金PPT讲解
目前美国高温合金总产量约为每年2.3~3.6万t,大约1/2~1 /3应用于耐蚀的材料。高温耐磨耐蚀的高温合金,由于主要目标 不是高温下的强度,因此这些合金成分上的特点是以镍、铁或钴 为基,并含有大约20%~35%的铬,大量的钨、钼等固溶强化元 素,而铝、钛等γ形成元素则要求含量甚少或者根本不加入。
余 15
--
3 5.2 4.8 --
--
--
K417G Rene'100 0.18 9
余 10
--
3 5.2 4.4 --
--
--
K418 IN713C 0.12 12.5 余
--
-- 5.3
6
0.8
--
2.2
--
K419
TRWVIA
0.11
6
余 12 10
2
5.3 1.2 -- 2.9
--
K438
2021/7/26
牌号
注册商家
CMSX
Cannon-Muskegon Corporation(佳能-穆斯克贡公司)
Discaloy
Westinghouse corporation(西屋公司)
Gatorize
United Aircraft Company(联合航空公司)
Haynes
Haynes Stellite C0mpany(汉因斯.司泰特公司)
2021/7/26
10
高温合金的质量要求: 外部质量:外部轮廓形状、尺寸精度、表面缺陷清理方法。
高温合金超塑性行为的研究与应用
高温合金超塑性行为的研究与应用高温合金是一类特殊的金属材料,具有较高的耐高温性能和良好的力学性能,在高温应用环境中广泛应用于航空航天、能源和化工等领域。
在这些应用领域中,高温合金的超塑性行为是其重要的性能指标之一、本文将重点介绍高温合金超塑性行为的研究与应用。
一、高温合金的超塑性行为研究高温合金的超塑性是指在高温下,材料可以在较大的应变速率下实现较大的变形而不发生断裂。
高温合金的超塑性行为与其微观结构和化学成分密切相关。
研究高温合金的超塑性行为可通过以下几个方面展开:1.1微观结构和组织特征分析高温合金的晶粒尺寸、晶界分布和相结构对超塑性行为具有重要影响。
通过使用金相显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等先进的显微分析技术,可以对高温合金的微观结构和组织特征进行分析。
1.2变形机制研究高温合金的超塑性变形是由多种变形机制共同作用而实现的。
常见的变形机制包括晶体滑移、晶体扭转和临界点移位等。
通过使用拉伸、压缩和扭转等试验方法,可以研究不同温度和应变速率下高温合金的变形机制。
1.3变形机理模型建立通过对高温合金的超塑性变形机制进行研究,在此基础上可以建立相应的变形机理模型。
这些模型可以用于预测高温合金的变形行为和优化材料的组织结构。
二、高温合金超塑性行为的应用高温合金的超塑性行为广泛应用于航空航天、能源和化工等领域。
以下列举了一些应用案例:2.1航空航天领域航空航天设备和发动机部件需要承受高温、高应力和高速度等复杂工况条件。
高温合金的超塑性行为可以使航空航天零部件承受更大的变形和应变速率而不发生断裂,提高其寿命和可靠性。
2.2能源领域在化石能源的开采和利用过程中,高温合金材料需要承受高温、高压和腐蚀等极端工况环境。
高温合金的超塑性行为可以提高能源设备的使用寿命和效率,降低能源生产的成本和环境污染。
2.3化工领域在化工过程中,高温合金材料需要承受高温、高压和强酸碱等腐蚀环境。
高温合金的超塑性行为可以提高化工设备的耐腐蚀性和可靠性,减少生产过程中的故障和损失。
gh4169 合金热膨胀系数
gh4169 合金热膨胀系数一、gh4169合金概述gh4169合金是一种高温合金,具有优良的力学性能、抗氧化性能和耐腐蚀性。
该合金在我国航空航天、能源、化工等领域有着广泛的应用,是航空航天发动机、涡轮叶片等重要部件的关键材料。
二、gh4169合金的热膨胀系数1.温度对热膨胀系数的影响gh4169合金的热膨胀系数随着温度的升高而增大。
在高温环境下,合金的线性热膨胀系数呈现出明显的上升趋势。
此外,随着温度的升高,合金内部晶格振动加剧,原子间相互作用力减弱,导致热膨胀系数增大。
2.热膨胀系数的测量方法热膨胀系数的测量方法主要有差热分析法、膨胀计法、激光测距法等。
其中,差热分析法是目前应用较广泛的方法,通过对合金在一定温度范围内热膨胀量的测量,计算出热膨胀系数。
3.热膨胀系数在实际应用中的重要性gh4169合金的热膨胀系数对其在使用过程中的性能稳定性和寿命具有重要意义。
在高温、高压等环境下,热膨胀系数过大会导致零部件尺寸变化,进而影响组件的装配精度和工作性能。
因此,研究gh4169合金的热膨胀系数对其应用具有重要意义。
三、gh4169合金的优点与应用gh4169合金具有以下优点:1.高温力学性能优良:在高温环境下,合金具有较高的抗拉强度、屈服强度和蠕变性能。
2.抗氧化性能好:合金表面形成的氧化膜具有较好的稳定性,能有效抵抗高温环境中的氧化腐蚀。
3.耐腐蚀性能优良:gh4169合金在含氯气氛中具有较好的耐蚀性能,适用于腐蚀环境下的使用。
4.加工性能良好:gh4169合金的可焊性、可锻性及加工性能均较好,有利于零部件的制造。
gh4169合金在我国航空航天、能源、化工等领域有着广泛的应用,如涡轮叶片、涡轮盘、高温紧固件等。
四、gh4169合金的热膨胀系数控制方法1.合金成分调整:通过控制合金中各元素的含量,优化合金的性能,从而降低热膨胀系数。
2.热处理工艺优化:合理的热处理工艺可以改善合金的组织形态,进而影响热膨胀系数。
新型高温钴基、镍基和铬基合金在航空发动机中的应用研究
新型高温钴基、镍基和铬基合金在航空发动机中的应用研究新型高温钴基、镍基和铬基合金是航空发动机中应用广泛的材料,具有优异的高温强度、耐蠕变和抗氧化性能,可以在高温和高压的工作环境下稳定运行。
本文将从合金的材质、制备工艺、应用场景和发展趋势等方面进行分析和研究。
一、高温钴基合金在航空发动机中的应用高温钴基合金是一种的超高温合金,具有很高的高温强度和耐热性能,适用于工作温度超过900℃的航空发动机部件。
相比其他合金,高温钴基合金在高温下具有更高的强度和抗疲劳性能,在高压和高温环境中有更长的使用寿命。
高温钴基合金的制备工艺主要包括粉末冶金和烧结工艺。
粉末冶金是将钴基合金的原材料进行粉碎、混合和压制成型,然后通过高温烧结、热处理和表面处理等工艺制备成合金材料。
这种工艺具有成本低、生产效率高和材料组织均匀性好的优点,被广泛应用于高温钴基合金的制备中。
高温钴基合金在航空发动机中主要应用于燃烧室、燃气轮机叶片和涡轮盘等关键部件。
例如,燃气轮机叶片需要承受高温和高压的工作环境,高温钴基合金可以提供足够的强度和耐蠕变性能,确保叶片在长时间高温条件下不发生变形和破裂。
二、镍基合金在航空发动机中的应用镍基合金是航空发动机中最常用的高温材料之一,具有优异的高温强度、抗氧化性能和耐腐蚀性能。
镍基合金可以在超过1000℃的高温环境下保持良好的物理和化学性能,适用于航空发动机的燃烧室、涡轮盘和燃气轮机叶片等关键部件。
镍基合金的制备工艺主要包括熔炼、铸造和热处理等工艺。
合金的成分比例和熔炼温度对合金的性能和组织结构有着重要的影响。
通过合理的成分调整和热处理工艺优化,可以得到具有良好高温强度和耐腐蚀性能的镍基合金。
镍基合金在航空发动机中的应用包括燃烧室、涡轮盘和燃气轮机叶片等关键部件。
例如,燃烧室内的工作温度非常高,需要材料具有良好的高温强度和耐腐蚀性能,镍基合金能够满足这些要求并且保持较长的使用寿命。
三、铬基合金在航空发动机中的应用铬基合金是一种具有高温强度和热稳定性的合金材料,具有出色的抗氧化和耐腐蚀性能,被广泛应用于航空发动机中的高温部件,如燃烧室内壁。
高温合金
科技名词定义中文名称:高温合金英文名称:superalloy定义:指在650°C以上温度下具有一定力学性能和抗氧化、耐腐蚀性能的合金。
目前常是镍基、铁基、钴基高温合金的统称。
所属学科:航空科技(一级学科);航空材料(二级学科)高温合金在600-1200℃高温下能承受一定应力并具有抗氧化或抗腐蚀能力的合金。
艺可分为变形高温铝、钛含量,研制出一系列牌号的合金,如英国的“Nimonic”,美国的“Mar-M”和“IN”等;在钴基合金中,加入镍、钨等高温合金元素,发展出多种高温合金,如X-45、HA-188、FSX-414等。
由于钴资源缺乏,钴基高温合金发展受到限制。
40年代,铁基高温合金也得到了发展,50年代出现A-286和Incoloy901等牌号,但因高温稳定性较差,从60年代以来发展较慢。
苏联于1950年前后开始生产“ЭИ”牌号的镍基高温合金,后来生产“ЭП”系列变形高温合金和ЖС系列铸造高温合金。
中国从1956年开始试制高温合金,逐渐形成“GH”系列的变形高温合金和“K”系列的铸造高温合金。
70年代美国还采用新的生产工艺制造出定向结晶叶片和粉末冶金涡轮盘,研制出单晶叶片等高温合金部件,以适应航空发动机涡轮进口温度不断提高的需要。
北京融品科技有限公司提供高温合金锻件产品编辑本段提高强度加入与基体金属原子尺寸不同的元素(铬、钨、钼等)引起基体金属点阵的畸变沉淀强化通过时效处理,从过饱和固溶体中析出第二相(γ、γ"、碳化物等),以强化合金。
γ相与基体相同,均为面心立方结构,点阵常数与基体相近,并与晶体共格,因此γ相在基体中能呈细小颗粒状均匀析出,阻碍位错运动,而产生显著的强化作用。
γ相是A3B型金属间化合物,A代表镍、钴,B代表铝、钛、铌、钽、钒、钨,而铬、钼、铁既可为A又可为B。
镍基合金中典型的γ相为Ni3(Al,Ti)。
γ相的强化效应可通过以下途径得到加强:①增加γ相的数量;②使γ相与基体有适宜的错配度,以获得共格畸变的强化效应;③加入铌、钽等元素增大γ相的反相畴界能,以提高其抵抗位错切割的能高温合金力;④加入钴、钨、钼等元素提高γ相的强度。
论高温合金的使用及其性能分析
论高温合金的使用及其性能分析高温合金是一种能够在高温、高压和强腐蚀环境下保持其性能的金属材料。
这种材料在航空、石化等领域有着广泛的应用,被称为现代工业中的“黑科技”。
一、高温合金的种类和应用领域高温合金可以分为钴基、镍基和铁基三大类。
其中,钴基合金的使用温度最高,可以达到1300℃以上,而镍基合金相对较常用,使用温度在900℃左右。
高温合金的应用领域非常广泛。
其中,航空航天领域是高温合金的主要使用领域之一。
飞机发动机、轮盘、叶片等关键部件都采用了高温合金材料。
此外,高温合金也广泛应用于石油化工、核工业、地质勘探等领域。
二、高温合金的性能分析高温合金的主要特点是抗高温、抗腐蚀和抗疲劳。
下面分别进行分析。
1. 抗高温性能高温合金的抗高温性能主要与其合金成分和相结构有关。
一般来说,高温合金中的合金元素会增加晶粒的两个表面和晶界之间的氧化层的厚度,从而提高材料的抗氧化性能和耐高温性能。
与此同时,高温合金中的添加元素还会增加材料的固溶度,从而提高材料的抗高温蠕变和抗高温疲劳性能。
2. 抗腐蚀性能高温合金的抗腐蚀性能主要与其微观结构有关。
高温合金中添加的特殊合金元素可以形成特定的相结构,从而提高材料的抗腐蚀性能。
例如,镍基合金中添加的铬、钼、钨等元素可以形成致密的氧化层,从而提高其抗腐蚀性能。
3. 抗疲劳性能高温合金的抗疲劳性能主要与其微观组织和铸造过程有关。
高温合金中的含碳量、晶粒尺寸、铸造工艺等因素都会影响到材料的抗疲劳性能。
合适的工艺和严格的质量控制可以有效提高材料的抗疲劳性能。
三、高温合金的未来发展趋势随着航空、石化、电力等领域的快速发展,对高温合金的需求也越来越高。
为了满足不断增长的需求,高温合金向着高性能、低成本、大规模化方向发展。
1. 开发新的合金元素当前,已经有不少学者通过理论计算和实验研究发现了一些新型的合金元素,如锆、铪、氮、硅、磷、硼等,这些新合金元素的加入将大大提高高温合金的性能。
2. 利用新的生产工艺新的生产工艺如等离子喷涂、3D打印等也为高温合金的发展带来了新的机遇。
in738高温合金热胀系数
in738高温合金热胀系数
(原创实用版)
目录
1.引言:介绍 in738 高温合金
2.in738 高温合金的热胀系数定义
3.in738 高温合金的热胀系数特性
4.in738 高温合金的热胀系数应用
5.结论:总结 in738 高温合金的热胀系数的重要性
正文
【引言】
in738 高温合金是一种在高温环境下具有良好的抗氧化性、热疲劳性和蠕变性能的合金材料。
在航空航天、核能、石油化工等高温环境中有着广泛的应用。
然而,in738 高温合金在高温下的尺寸稳定性却备受关注,这主要涉及到一个关键的物理性质——热胀系数。
【热胀系数定义】
热胀系数,指的是材料在温度变化时,其长度的变化与原始长度的比值。
通常情况下,热胀系数以 1/℃表示。
对于 in738 高温合金来说,其热胀系数是一个重要的性能指标。
【热胀系数特性】
in738 高温合金的热胀系数,由于其独特的合金成分和微观结构,表现出较好的热稳定性。
在高温下,in738 高温合金的热胀系数较低,这意味着在高温环境下,该合金材料的尺寸变化较小,从而保证了其在高温环境下的尺寸稳定性。
【热胀系数应用】
由于 in738 高温合金在高温下的尺寸稳定性,使其在航空航天、核能、石油化工等高温环境中有着广泛的应用。
例如,在航空发动机的制造中,由于高温高压的环境,对材料的热稳定性有着极高的要求。
in738 高温合金的热胀系数特性,使其在这方面有着显著的优势。
【结论】
总的来说,in738 高温合金的热胀系数是其重要性能指标之一,对于其在高温环境下的应用有着重要的影响。
高温合金热处理工艺研究进展
高温合金热处理工艺研究进展摘要:高温合金是一种在高温和一定应力条件下长期工作的高温金属材料。
它们具有良好的综合性能,广泛应用于航空航天等领域。
适当的热处理工艺可以通过改变合金的微观组织来改善合金的性能。
因此,本文介绍近年来高温合金热处理技术的研究进展。
详细论述各种合金的热处理技术及其对其组织和性能的影响,并阐述了高温合金热处理技术的发展趋势。
关键词:高温合金;热处理;合金性能;使用性能高温合金具有优异的高温强度、良好的抗氧化性和热腐蚀性、优异的蠕变性能、良好的疲劳性能和断裂韧性,已成为航空和工业燃气轮机涡轮叶片、导叶、涡轮盘和其他高温部件不可替代的关键材料。
根据制备工艺,高温合金可分为变形高温合金、铸造高温合金和粉末冶金高温合金。
随着航空发动机的发展,对高温材料的性能要求也越来越高,热处理是高温合金不可缺少的过程。
通过改变工件内部的微观结构或改变工件表面的化学成分,可以提高韧性和耐腐蚀性,消除应力和软化,提高强度。
因此,研究热处理以优化合金的微观结构一直是合金发展和应用的重要环节之一。
1高温合金的热处理工艺高温合金的热处理过程是指高温合金材料在固态下加热、绝缘和冷却以获得预期的微观结构和性能的金属热加工过程。
近年来,人们对高温合金的固溶热处理和时效热处理进行了深入系统的研究。
固溶热处理是指高温合金微观组织中的全固溶温度高于析出相的全固溶温度,使合金中分布不均匀的各种析出相完全溶解到基体相中,从而强化固溶体,提高韧性和耐蚀性,消除残余应力的作用,以便继续加工和成形,并为后续时效处理中均匀分布的增强相的沉淀做好准备。
时效热处理是指在强化相析出的温度范围内加热并保持一定时间,使高温合金的强化相均匀析出,碳化物均匀分布,从而实现合金的硬化作用,提高其强度。
2我国高温合金热处理工艺研究进展快速发展的经济和科学技术为各种新型高温合金材料的研发和推广提供了较大的发展空间,在对合金性能要求越来越高的情况下,必须要对各种热处理工艺进行不断的完善和优化,保证各种工艺与高温合金材料的变化相适应。
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高温合金a s u h g h应用解析HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】SUH660 镍基合金(UNS S66286/A286/SUH660/GH2132/1.4980)简介SUH660(UNS S66286/A286/SUH660/GH2132/1.4980)是Fe-25Ni-15Cr基高温合金,加入钼、钛、铝、钒及微量硼综合强化。
有可时效硬化高的机械性能。
该合金在温度高达约1300°F(700℃)保持良好的强度和抗氧化性能。
在700℃以下具有优于奥氏体不锈钢的高温强度,属于沉淀析出硬化耐热不锈钢。
与SUS 304相比Ni含量多,且添加有Ti、Al 等硬化元素。
因此,通过时效硬化处理,会有γ’相(fcc_Ni3(Al,Ti))析出,高温强度将得到显着提高。
在650℃以下具有高的屈服强度和持久、蠕变强度,并且具有较好的加工塑性和满意的焊接性能。
SUH660高强度和优异的加工特性使该合金用于飞机的各种部件和有用工业燃气涡轮机。
它也用于汽车发动机紧固件和应用多方面受到高层次的热量和压力的元器件,和近海石油和天然气行业。
适合制造在650℃以下长期工作的航空发动机高温承力部件,如涡轮盘、压气机盘、转子叶片、紧固件、承力环、机匣、轴类、紧固件、和板材焊接承力件等。
SUH660/A286相近牌号GH2132(中国),UNS S66286(美国),A286(美国),SUH660(日本),1.4980(德国)技术文件SUH660/A286材料特性·铁基高温·高强度合金SUH660/A286主要应用·燃气涡轮机锻件·适用于使用高达约1300°F的腐蚀环境,如燃气涡轮机·于1500°F的温度连续服务于氧化环境·飞机部件·汽车发动机紧固件·元器件·石油和天然气行业SUH660/A286溶炼与铸造工艺SUH660/A286合金可采用非真空感应+电渣,电弧炉+电渣和电弧炉+真空电弧以及真空感应+真空电弧等工艺溶炼。
SUH660/A286生产执行标准中国国家标准GJB2612-1996《焊接用高温合金冷拉丝材规范》GJB3020-1997《航空用高温合金环坯规范》GJB3165-1998《航空承力件用高温合金热轧和锻制棒材规范》GJB3167-1998《冷镦用高温合金冷拉丝材规范》GJB3317-1998《航空用高温合金热轧板规范》GJB3782-1999《航空用高温合锻制圆饼规范》GB/T14992-2005《高温合金牌号标准》GB/T14993-1994《转动部件用高温合金热轧棒材》GB/T14994-1994《高温合金冷拉棒材》GB/T14995-1994《高温合金热轧板》GB/T14996-1994《高温合金冷轧薄板》GB/T14996-1994《高温合金冷轧薄板》GB/T14997-1994《高温合金锻制圆饼》GB/T14998-1994《高温合金坯件毛坯》GB/T15062-1994《一般用途高温合金管》表2 SUH660/A286化学成份注:1?冷拉棒、圆饼和环坯标准规定(Ti)1.80%~2.35%。
2?热轧和冷轧板材标准规定(B)0.003%~0.010%、(Mn)≤2.00%、(P)≤0.020%、(S)≤0.015%。
3?冷拉焊丝标准规定(Al)≤0.35%、(Ti)1.75%~2.35%、(Si)0.40%~1.00%、(P)≤0.020%、(S)≤0.015%。
4冷镦用丝材标准规定(Ti)1.75%~2.35%、(Si)0.40%~1.00%、(P)≤0.025%、(S)≤0.020%。
5?热轧和锻制棒材标准规定(Cu)≤0.25%。
表3 SUH660/A286物理性能热导率线膨胀系数优质合金线膨胀系数电阻率表4 SUH660/A286机械性能SUH660/A286室温机械性能SUH660 /A286退火示例SUH660/A286退火SUH660/A286固熔热处理后时效处理SUH660/A286耐腐蚀性高于SUS 304(标准奥氏体不锈钢),在时效热处理后也保持不变。
用点蚀电位来评价耐点腐蚀性能SUH660/A286焊接性SUH660/A286合金对于薄板,可在与奥氏体不锈钢相同条件下进行点焊、TIG焊接、MIG 焊接以及手工电弧焊。
SUH660/A286热处理SUH660/A286为沉淀析出硬化合金,如在固溶处理后进行时效处理,可提高强度,发挥出其特性。
一般进行如下所示的二级热处理。
固溶热处理 980℃,保持后油冷或水冷时效硬化处理 720℃,保持16小时后空冷固溶处理的冷却方法应采用油冷或水冷,薄板时也可进行空冷。
如果时效处理温度、保持时间等因素不够恰当时,有时无法获得目标强度,必须加以注意。
原则上出货状态是以固溶热处理后的状态出厂。
SUH660/A286热处理制度:材料标准规定的热处理制度见表;优质合金热处理制度为900℃±10℃,1-2h,油冷+750℃±10℃,16h,空冷。
注:冷拉棒和冷镦丝标准规定,性能检验不合格时,可以不大于760℃时效16h,合格后交货。
SUH660/A286锻造SUH660/A286锻造可以在1600至1850 F.重型锻造在温度1850-2200F的范围。
1、该合金具有良好的可锻性能,锻造加热温度1140℃,终锻900℃。
2、该合金的晶粒度平均尺寸与锻件的变形程度、终锻温度密切相关。
3、合金具有满意的焊接性能。
合金于固溶状态进行焊接,焊后进行时效处理。
合金在标准热处理状态下,在γ基体上有球关均匀弥散的NI3(Ti,Al)型γ'相以及SUH660/A286热加工SUH660/A286热成型,应加热至2100°F(1150℃)。
在1800°F(980℃),任何最终减少应大于10%,没有形成应1700°F(930℃)以下。
SUH660/A286抗氧化性能SUH660/A286合金在空气介质中试验100~300h后氧化速率。
SUH660/A286金相组织结构TiN,TiC,晶界有微量的M3B2,晶界附近可能有少量η相和L相SUH660/A286冷成型SUH660/A286冷成形应在材料上做固溶处理。
步骤和加工硬化率与铬镍铁合金INCONEL600和INCOLOY800合金相似。
一般最小直径弯曲的板或带和2次厚度板的1倍的厚度,形成类似于310不锈钢。
SUH660/A286切削性SUH660/A286切削性略优于标准奥氏体不锈钢。
切削时虽然可用高速钢工具,但应尽量使用超硬合金工具,必须将推进速度调慢,加大切削深度。
用标准方法容易加工,类似奥氏体(300系列)不锈钢的机械加工。
硬质合金工具是最适合高切削率在车削操作。
加工工艺:使用硬质合金刀具在0.008英寸每转进给速度表面速度300-325 FPM。
使用水基冷却或润滑。
钻孔:高速钢钻头具有正前工作。
进给率0.001“0.006”每转,用较小的进给速度被钻较小孔的直径。
表面速度范围25-35英尺每分钟。
铣削:刚性的机器和装置是碾米抛光必不可少的。
切割速度为每分钟30-40表面英尺0.003的进料速度“至0.005”每铣刀齿应该被使用。
磨削行为是非常相似的。
湿磨最好使用氧化铝砂轮。
SUH660/A286焊接SUH660/A286合金待焊接区域的清洁度是最为重要的。
焊接程序和过程和不锈钢相同。
预热或不需要焊后热处理。
焊缝应该始终有一个凸起(凸)焊道,应当用于匹配的填充金属。
该合金应在退火条件获得最佳的焊接效果。
这是容易产生热裂纹和趋势加剧了老化状态。
SUH660/A286加工硬化特性SUH660/A286的加工硬化特性与S310S相同,可进行与S310S一样的冷加工。
SUH660/A286时效硬化特性SUH660/A286固溶热处理材料在700℃左右的温度下进行热处理,可获得最高的硬度,冷轧材料可以在更低的温度条件下获得最高的硬度。
高温强度高温短时间拉伸试验SUH660/A286蠕变强度SUH660/A286对固溶热处理材料进行时效处理(720℃×16hr)后得到的试验值示例。
SUH660/A286用途SUH660/A286主要用于喷气飞机发动机、燃气涡轮以及涡轮增压器部件等有高温强度要求的用途。
SUH660/A286可供产品形式与标准规范SUH660/A286被指定为UNS S66286及Werkstoff Nr. 1.4980。
SUH660可提供的范围非常广,包括管线,管,冷轧板,带,热轧板,圆棒,板条,锻件,六方,线材,管件,法兰和标准件。
常用的形式和尺寸均有库存;很多特殊产品可以通过转炉来得到。
SUH660/A286杆、棒、线、锻件— ASTM A638, ASME SA638, SAE AMS5726, SAE AMS5731, SAE AMS5732, SAEAMS5734, SAE AMS5737, SAE AMS5895, BS HR51, BS HR52, AECMA PrEn2171, AECMA PrEN2119, AECMAPrEN2172, AECMA PrEN2173, AECMA PrEN2174, AECMA PrEN2303, AECMA PrEN2304, AECMA PrEN2398,AECMA PrEN2399, AECMA PrEN3510SUH660/A286板、冷板、带—SAE AMS5525, SAE AMS5858, AECMA PrEN2175, AECMA PrEN2417SUH660/A286管—SAE AMS5731, SAE AMS5732, SAE AMS5734, SAE AMS5737, SAE AMS5895SUH660/A286其他—ASTM A453, SAE AMS7235, BS HR650, ASME SA453SUH660/A286供货规格板材及薄板(定尺长度供货规格请参考带材)供货状态:热轧或冷轧,固溶处理态,经酸洗处理圆板和圆环供货状态:热轧或锻材,固溶处理态,经酸洗或机加工线材或丝材供货状态:光亮拉丝,光亮退火态。
规格:φ0.01~14mm,盘卷、桶装、绕轴或幅盘打卷包装。
棒材供货状态:锻材、轧材、冷拔料,固溶处理态,经酸洗、机加工剥皮或打磨。
锻件除了圆板、圆环、圆杆、棒材、方钢、大小头、套筒以外,还可按要求提供不规则形状的锻件。
带材供货状态:冷轧,固溶处理态,经酸洗或光亮退火。
焊接填充材料可提供所有标准规格的棒状、丝状、带状电极以及药芯焊条无缝管供货状态:冷拉,固溶处理态,经酸洗或光亮退火。