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来源 : www.alloy-east.com   发布时间 : 2018-07-26

GH2909合金是先进航空发动机实现间隙控制技术的重要工程材料,主要用于制造第四代发动机的涡轮中层机匣、承力环和蜂窝支撑环等间隙控制零件,以减少漏气损失、提高效率、降低耗油率。GH2909是在GH2907合金基础上提高了Si含量,调整了热处理工艺而发展起来的。GH2909是Fe-Ni-Co基时效硬化新型低膨胀高温合金,在650℃以下具有高的强度和塑性、低的热膨胀系数、几乎恒定的弹性模量以及良好的抗氧化和冷热疲劳等综合力学性能,可减少转动部件与静止部件之间的间隙,实现间隙控制,节约能源,降低消耗,提高发动机推力,是航空和航天发动机用的理想高温合金材料,因而在飞机发动机中得到了广泛应用。

多年来由于锻造设备条件的限制:仅有2000吨快锻压机,因而大规格高温合金锻棒生产是某公司高温合金发展的短板。GH2909合金大规格棒材的主要问题是:(1)组织粗大、不均匀,进而导致超声波探伤杂波高,甚至底波衰减严重;(2)性能检测数据波动大。随着锻造设备条件的改善:4500吨快锻压机和1800吨精锻机的投产,并为改善和提高GH2909合金大规格锻材质量,开展了锻造工艺对GH2909合金大规格棒材组织与性能的影响研究。

GH2909合金冶炼工艺路线为真空感应+真空电弧重熔,将Φ440mm电极真空电弧重熔成Φ508mm钢锭,钢锭经均匀化热处理后,锻造生产大规格高温合金锻材。

开坯锻造采用逐级降温大变形锻造工艺,每火次变形量均在30%以上;末火锻造加热温度:1000℃;大部分变形温度:≤955℃,终锻温度:≥870℃;并分别采用三种锻造方法:(1)2000吨快锻压机整支钢锭直接拔长+中切分段+分别一火锻造成材;(2)整支钢锭4500吨快锻压机两镦两拔+中切分段+分别一火1800吨精锻机成材;(3)4500吨快锻压机整支拔长+两端打钳口+中切分段+采用漏盘分别两镦两拔+1800吨一火精锻机成材;然后,在棒材上分别取中心、1/2R和边缘组织和横向性能试样,采用光学显微镜观察显微组织和检测力学性能,成品车光后超声波探伤检测。试验结果表明:

(1)2000吨快锻压机设备吨位局限明显。

(2)方法2锻后棒材横截面上中心、1/2R存在少量混晶组织,边缘晶粒达到8级,组织均匀细小。

(3)方法3锻后棒材横截面上中心、1/2R、边缘组织均匀,各部位晶粒较为一致,晶粒度在6级左右。方法3比方法1室温拉伸屈服强度和抗拉强度均增加70MPa以上,室温拉伸塑性也增加明显,达3%以上;高温拉伸屈服强度和抗拉强度均增加20MPa以上,高温拉伸塑性有所降低;持久寿命降低,持久塑性相当。方法3与方法2各项性能检测结果相当。

因此,方法3,即采用4500吨压机整支拔长+两端打钳口+中切分段+采用漏盘分别两镦两拔+1800吨一火精锻机成材,可使GH2909合金大规格棒材组织均匀细小,获得满足标准指标要求的良好的综合性能。


 

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2016-06-17      相变温度 γ"相是该合金的主要强化相,其最高稳定温度是650℃,开始固熔温度为840~870℃,完全固熔温度是950℃,γ′相也是该合金的强化相,但数量少于γ"相,其析出温度是600℃,完全熔解温度是840℃;δ相的开始析出温度是700℃,析出峰温度是940℃,980℃开始熔解,完全熔解温度是1020℃。

      合金标准热处理状态的组织由γ基体、γ′、γ"、δ、NbC相组成。γ"(Ni3Nb)相是主要强化相,为体心四方有序结构的亚稳定相,呈圆盘状在基体中弥散共格析出,在长期时效或长期应用期间,有向δ相转变的趋势,使强度下降。γ′(Ni3(Al、Ti))相的数量次于γ"相,呈球状弥散析出,对合金起一部分强化作用。δ相主要在晶界析出,其形貌与锻造期间的终锻温度有关,终锻温度在900℃,形成针状,在晶界和晶内析出;终锻温度达930℃,δ相呈颗粒状,均匀分布;终锻温度达950℃,δ相呈短棒状,分布于晶界为主;终锻温度达980℃,在晶界析出少量针状δ相,锻件出现持久缺口敏感性。终锻温度达到1020℃或更高,锻件中无δ相析出,晶粒随之粗化,锻件有持久缺口敏感性。锻造过程中,δ相在晶界析出,能起到钉扎作用,阻碍晶粒粗化。

2019-01-07 目前对巴氏合金温时效/温成型的研究体现在材料强度和残余应力松弛上面,鉴于此,本次试验针对巴氏合金在不同温度载荷下的应力松弛特点,探求了巴氏合金温时效/温成型规律。

  一:试验方法

  将巴氏合金进行热处理,在进行室温下水淬,等温保温试验中的温度载荷分布选择353、393、413K,此时材料力学性能下降不明显甚至得到改善,采用X射线衍射仪无损测试试样表面残余应力,最后将试样置于某一温度下充分保温20h后,采用裂纹柔度法测量厚度方向的内部残余应力。

  二:试验结果与分析

  通过认为应力松弛过程中,热激活启动了位错运动式的材料发生塑性变形,从而残余应力不断减小,此时位错增殖所需的热激活能增加,塑性变形速率逐渐变低,故残余应力松弛速率随着松弛时间的增加而减小。在温度翟和恒定时,除加工工艺等造成的复杂初始应力状态外,表面残余应力与时间呈现出简单的线性对数关系。

  采用线切割机与裂纹柔度法得到试样内的残余应力分布测试结果,可见,在温时效下巴氏合金内部残余应力松弛规律与机械拉伸应力消减工艺下应力消减规律相似,且由于应力测试结果与机械拉伸试验数据相比,393、413K下保温20h后其应力松弛率分布达到机械拉伸量的1%与1.5%左右时的消减效果。

  三:试验结论

  ①发生显著的应力松弛受一临界温度影响,此温度位于353-393k。

  ②在行的温度载荷下,应力松弛与时间呈线性对数关系,但是初始残余应力例外。

  ③应力松弛速率随温度升高而增加,随着保温时间增加而减小,松弛主要发生在初期若干小时内,之后迅速趋于稳定。

  ④应力松弛量与速率主要由温度与初始应力水平控制,温度越高,初始应力越大,则初始应力松弛速率就越快,且应力松弛量也越大。

2017-05-18GH4037材料说明:
该合金是奥氏体型时效强化的镍基合金,添加总量约4%的铝钛生成γ相进行时效强化,并加入较多的钨、钼进行固溶强化,还添加微量的硼强化晶界。该合金在850℃以下使用,具有高的热强性、良好的综合性能和组织稳定性,广泛用于制造航空发动机涡轮工作叶片,在800-850℃以下长期使用。
GH4037相近牌号:Зи617 XH70BMTTЮ(俄罗斯)
GH4037化学成分:碳C(0.03~0.10)  铬Cr (13.0~16.0)  镍Ni (余) 钨W(5.00~7.00)  钼Mo (2.00~4.00)  铝Al (1.70~2.30) 钛Ti (1.80~2.30)  钒V (0.10~0.50)  铁Fe (≤5.0)  硼B (≤0.020)   铈Ce(≤0.020)  锰Mn (≤0.50)   硅Si (≤0.40)  磷P (不大于0.015)  硫S(不大于0.010)  铜Cu(≤0.07)
GH4037物理性能说明:   
    熔化温度:1178~1346℃,密度:8.4g/cm3
GH4037加工工艺说明:
GH4037熔炼工艺:
GH4037合金采用非真空感应或电弧炉+电渣重熔工艺,或者采用真空感应熔炼+真空自耗或电渣重熔工艺。
GH4037锻造工艺:
   GH4037加热温度为1160℃,终锻温度不低于1000℃,开锻时采用轻、快锤击或小压下量变形,铸造组织破碎后可逐渐增大变形量至35%~40%。
 GH4037零件热处理工艺:
叶片热处理时,需缓慢加热,采用阶梯式加热曲线升温至固溶温度,控温要严格。为使叶片性能稳定,应特别注意二次固溶时的冷却速度不能过快。
叶片机械加工后,必要时为了消除表面层中的残余应力,最终成品零件应时行消除应力火,其规范为:氩气中于950℃加热2h,在加热箱内冷却至700℃,然后空冷。随后再经800℃,时效8h,空冷。
GH4037交货规格及生产时间:
    GH4037弹簧丝交货规格:φ0.08~φ10  交货期10个工作日
    GH4037板材交货规格:0.3~15×1000×L  交货期35个工作日
    GH4037带材交货规格:0.06~2.0×200×L  交货期18个工作日
    GH4037棒材交货规格:φ8~φ400×L  交货期15个工作日
    GH4037焊丝交货规格:φ1.6盘圆、φ1.2盘圆、φ1.6×1000直条、φ2.4×1000直条  交货期12个工作日

2016-09-08据新华社电,6日,中国空军运-20飞机授装接装仪式在空军航空兵某部举行,中央军委副主席许其亮出席仪式。空军新闻发言人申进科表示,我国自主发展的运-20飞机正式列装空军航空兵部队,标志着空军战略投送能力迈出关键性一步。中投证券认为,运-20是中航飞机[-0.31% 资金 研报](000768,股吧)拳头产品,新型飞机服役将带动上游航材需求,高温合金、钛材和航空锻件需求有望提升。

运-20飞机是空军战略性、标志性、引领性装备,是我国自行研制的一种200吨级大型、多用途运输机,可在复杂气象条件下,执行各种物资和人员的长距离航空运输任务。该机的顺利研制并正式列装部队,实现了空中战略投送装备自主发展重大突破,标志着我国航空设计制造能力迈上新台阶,对推进我国经济和国防现代化建设,提高空军战略投送能力具有重要意义。

中投证券研报显示,运-20从开始研制到交付仅仅用了8年,表明我国航空工业的巨大进步。运-20等新型飞机研制成功将拉动上游材料需求,有望改善相关供应商整体盈利水平。其中,高温合金和钛材有望率先受益。

另外,我国发动机项目也在抓紧研制中,对材料需求构成支撑。从最新动态来看,7月4日至5日,工信部在上海组织召开大型客机发动机验证机项目初步设计评审暨转入详细设计阶段会议。工信部副部长辛国斌表示,要把握机遇,充分认识我国航空发动机发展的战略意义,积极推动验证机研制各项工作,全面完成详细设计阶段任务。另外,北京市工商局企业信用信息公示系统显示,中国航空发动机集团有限公司已于5月31日成立,注册资本500亿元。

航空发动机项目的快速推进和下游需求增长,为高温合金材料带来巨大需求。据券商研报介绍,高温合金占发动机总重量的40%-60%,航空发动机推重比的提高,70%以上的贡献来自材料技术。目前来看,全球范围内能够生产航空航天用高温合金的企业不超过50家,整个行业具有较为明显的寡头特征。对于涉及航天航空应用领域的高温合金钢产品,发达国家均对外进行严密管控。

为提升高温合金材料技术,工信部发布了《国家增材制造产业发展推进计划(2015-2016年)》 ,明确要求突破高温合金等材料技术。随着海空军装备建设提速,以及民用航空市场需求增长,我国发动机及燃气轮机需求规模将超万亿,高温合金需求有望超过2000亿元。券商研报认为,万泽股份[0.00% 资金 研报](000534,股吧)通过引入核心技术团队,战略转型高温合金领域,在高温合金母合金技术研发方面已成功熔炼近300 炉,建立了超高纯度高温合金熔炼核心技术体系。钢研高纳[-0.68% 资金 研报](300034,股吧)主要从事航空航天材料中高温合金材料的研发、生产和销售,具有国内几乎所有牌号高温合金生产的技术和能力。

2019-06-05   高温合金分为三类材料:760℃高温材料、1200℃高温材料和1500℃高温材料,抗拉强度800MPa。或者说是指在760--1500℃以上及一定应力条件下长期工作的高温金属材料,具有优异的高温强度,良好的抗氧化和抗热腐蚀性能,良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能,已成为军民用燃气涡轮发动机热端部件不可替代的关键材料。

   高温合金又称超合金,使用温度范围为550~1100°C。英国于40年代最早研制成镍基合金尼蒙尼克75,用作燃气涡轮发动机的涡轮叶片材料。1945~1975年,高温合金有了很大发展,涡轮进口温度平均每年提高15°C(涡轮前温度每提高100°C,能使发动机推力增加15%)。随着合金化程度的提高,高温合金的锻压变形愈加困难,因此铸造合金逐渐得到发展和应用。镍基铸造合金的高温强度高,组织比较稳定,热疲劳性能好,是制造涡轮工作叶片和导向叶片的理想材料。从60年代初发展定向凝固铸造涡轮叶片以来,由于消除了垂直于应力方向的横向晶界,叶片的热疲劳寿命提高大约8倍,蠕变断裂寿命提高2倍多,塑性提高4倍。 定向凝固单晶涡轮叶片则完全消除了晶界,与普通铸造涡轮叶片相比,工作温度提高近100°C。

   以难熔金属钨、钼、钽、铌为基体,添加固溶强化元素形成以碳化物沉淀相和热加工方式强化的高温材料。它的熔点和高温强度大大超过高温合金和弥散强化合金,钨-钼和铌-钨-钽合金在1316°C时的拉伸强度分别达到 510和 210兆帕(约51和21公斤/毫米2)。钼合金在1093°C时的拉伸强度也能达到 490兆帕(约49公斤/毫米2),都是制造航空燃气涡轮发动机涡轮叶片、导向叶片和燃烧室的优良材料。缺点是受高温空气侵蚀时极易脆化,须在涂层的保护下使用。铌合金已被用于制造短时间工作的火箭发动机燃烧室和喷管,也有用钽制造这类高温部件的。用钨合金丝或钨纤维增强高温合金制成高温复合材料,可以弥补难熔合金的缺点,用作先进燃气涡轮发动机的涡轮叶片。

2020-01-03钛的强度大,纯钛抗拉强度最高可达180kg/mm2。有些钢的强度高于钛合金,但钛合金的比强度(抗拉强度和密度之比)却超过优质钢。钛合金有好的耐热强度、低温韧性和断裂韧性,故多用作飞机发动机零件和火箭、导弹结构件。钛合金还可作燃料和氧化剂的储箱以及高压容器。现在已有用钛合金制造自动步枪,迫击炮座板及无后座力炮的发射管。在石油工业上主要作各种容器、反应器、热交换器、蒸馏塔、管道、泵和阀等。钛可用作电极和发电站的冷凝器以及环境污染控制装置。钛镍形状记忆合金在仪器仪表上已广泛应用。在医疗中,钛可作人造骨头和各种器具。钛还是炼钢的脱氧剂和不锈钢以及合金钢的组元。钛白粉是颜料和油漆的良好原料。碳化钛,碳(氢)化钛是新型硬质合金材料。氮化钛颜色近于黄金,在装饰方面应用广泛。   钛和钛的合金大量用于航空工业,有"空间金属"之称;另外,在造船工业、化学工业、制造机械部件、电讯器材、硬质合金等方面有着日益广泛的应用。   此外,由于钛合金还与人体有很好的相容性,所以钛合金还可以作人造骨。   钛的抗腐蚀性 硝酸锆与氢氧化钛
锆是一种应用于原子能工业和在高温高压下用作耐蚀化工材料,但在溶液中其活泼性仅次于钠。   那么,在氢氧化钛溶液里加入活波的硝酸锆溶液,会发现钛把硝酸锆拒之门外(如图)。   可以看到,图中有明显的分层,上面是硝酸锆,下面是氢氧化钛。   我们知道,氢氧化钛的密度小于硝酸锆,但依然能保持明显的分层,并把硝酸锆停留在上层,这证明了钛的抗腐蚀性。   根据实验,钛放入海底20~50年均不会被腐

2019-02-27镍磷镀的基本原理是以次亚磷酸盐为还原剂,将镍盐还原成镍,同时使金属层中含有一定的磷,沉淀的镍膜具有催化性,可使反应继续进行下去。关于镍磷镀的具体反应机理,目前尚无统一认识,现为大多数人所接受的原子氢态理论是: 
    1、镀液在加热时,通过次亚磷酸根在水溶液中脱氢,而形成亚磷酸根,同时放出生态原子氢,即:
                H2PO2-+H2O→H2PO32-+H++2[h]
    2、初生态的原子氢吸附催化金属表面而使之活化,使镀液中的镍离子还原,在催化金属表面上沉积金属镍:               
                               Ni2++2[h]→Nio+2H+
    3、随着次亚磷酸根的分解,还原成磷:
                H2PO2-+[h]→H2O+OH-+Po
    镍原子和磷原子共同沉积而形成Ni-P合金,因此,镍磷镀的基本原理也就是通过镀液中离子还原,同时伴随着次亚磷酸盐的分解而产生磷原子进入镀层,形成过饱和的Ni-P固溶体。

2018-10-27变形高温合金属于复杂合金化材料,这些材料的合金化程度决定着材料的热强性和可锻性。由于合金的设计要求高温合金具有抗高温变形的能力,所以这类合金锻造变形困难、塑性低、变形抗力大是理所当然的。较高的脱溶合金元素含量(40%~50%),使合金具有多相组织,并且再结晶温度高,在高温下加工硬化严重,从而降低了工艺塑性,增大了变形抗力。硫、铅、锡等杂质使合金间结合力及晶界强度严重下降,对合金的高温塑性有特别明显的影响。含钛和铝的铁基合金可能造成氮化物和碳化物偏析,它们可在锻棒中形成条状夹杂,从而影响合金的可锻性。镍基合金中的氮化物和氧化物也起着破坏合金可锻性的作用。通过真空熔炼可以有效减少合金中的氧、氮及其他杂质的含量,消除或减轻合金中的偏析,显著提高合金的可锻性。 图2是合金结构钢、铁基合金GH2036和镍基合金GH4037的塑性曲线。表7为铁基和镍基高温合金在不同设备上锻造时的允许变形程度。由图2和表7可以看出,铁基高温合金的工艺塑性比镍基高温合金的工艺塑性高。在高温下冲击变形时,设备每次行程的允许变形量,对铁基合金为60%~65%,对镍基合金为40%~50%。而合金结构钢产生80%以上变形仍不出现脆性。在高速锤上进行模锻时,铁基合金的塑性(允许变形程度)有所增加,而镍基合金的塑性则停留在原来的水平上,其原因是坯料在变形过程中因热效应而温升。为了提高合金的高温塑性和锻件质量,建议用热挤锻法或带反力的闭式模模锻高温合金。

2020-03-16在整个膨胀合金的生产过程中,膨胀合金在生产过程中应用到的热处理工艺具体有哪些工艺类型,各个类型的处理的特性有哪些?下面我们丹阳龙腾为您整理相关说明内容,一起了解膨胀合金的热处理工艺。
膨胀合金热处理工艺之一:消除应力退火,为消除零件在机械加工后的残存应力度进行消除应力退火:470~540℃,保温1~2h,炉冷或空冷。
膨胀合金热处理工艺之二:中间退火,为消除合金在冷轧、冷拔、冷冲压过程中引起的加工硬化现象,以利于继续加工。工件需在干氢、分解氨或真空中,加热到750~900℃,保温14min~1h,然后炉冷,空冷或水淬。
膨胀合金热处理工艺之三:净化去气处理,零件成形后,预氧化处理前,需进行湿氢处理,处理前应进行除油。工件需在饱和湿氢中,加热到950~1050℃,保温10~30MIN,然后炉冷。
膨胀合金热处理工艺之四:预氧化处理,合金在湿氢处理后,熔封前一般要进行预氧化处理,使合金表面生成一层厚度均匀、致密的氧化膜与基体结合牢固,且能很好地与熔融的玻璃浸润。零件在湿氢处理后,在大约800℃的空气氧化。零件的增重在0.2~0.4mg/cm2范围为宜。
关于膨胀合金的热处理工艺的相关说明就是这些,如果还有疑问,欢迎您来电咨询,我们为您持续更新更多相关说明,记得关注我们网站了解。
 

2018-07-10社会经济日益发展,生产制造业日益发达,作为“工业的牙齿”,硬质合金以其卓越的性能在国民生产中的使用普及率越来越高。随着科学技术的发展,消费行为的改变和观念的转变,硬质合金产品已经从原来的消耗品上升成为生产加工强有力的财富利器。当然,随着市场经济发展的要求,对硬质合金产品的使用性能要求也越来越高,这就出现了硬质合金低压烧结工艺。
    硬质合金低压烧结工艺的“低压”是相对‘热等静压’的压力来说的,两者都是在等静压力下烧结,前者的压力约为5Mpa左右,后者的压力高达70~100MPa。低压烧结是在真空烧结和热等静压的基础上发展起来的,以前的理念认为,在烧结温度下消除合金中的孔隙需要较大的压力,后来试验发现,在烧结温度下,较低的压力同样可以消除合金内的孔隙,而且可以避免因高压而在合金中造成‘钴池’的缺陷。低压烧结使合金能获得比经热等静压处理的合金更好的综合性能。
    硬质合金低压烧结炉兼容了脱蜡、真空烧结、低压烧结、低压处理、气氛烧结等多项功能。目前主要用于:压制品的低压烧结;烧结产品的低压处理;压制品的调碳烧结。低压烧结的主要功能是减少硬质合金中的显微孔隙。烧结体内的孔隙在真空烧结阶段已经消除。加压阶段主要是消除显微孔隙。低孔隙是高质量硬质合金的重要标志,在生产中尽量降低硬质合金中的孔隙,是硬质合金生产质量的主要追求之一。
    硬质合金致密化与毛细管力、液相对固相的湿润性和液体的表面张力都有着息息相关的关联,在烧结过程中随着温度升高,当出现液相时,由于毛细管压力,使液相向WC表面移动,由于液相对WC相有很好的湿润性,使液相很好的附在WC表面,由于液相的表面张力,驱使被液相包裹的WC移动,强烈的收缩就此发生。在被液相包裹的WC移动,收缩的过程中,存在于压块中的气体被排出,由于液相的流动,有一部分烧结体内的孔隙被液相封闭,随着收缩的增强,封闭孔隙内产生压力,当表面张力等于或小于孔隙内压力时,封闭孔隙在合金中被保存下来,形成显微孔隙。
    硬质合金低压烧结工艺流程简单概述:装料→抽真空→升温至400℃→升温至1200℃保温→升温至液相烧结温度→充Ar加压→保温加压→降压冷却→卸料。
    相比热等静压来说,热等静压设备因采用‘高压’而昂贵,低压烧结设备因采用‘低压’,带来设备造价的大幅降低,使低压烧结炉能很快普及,现已成为生产高、中档硬质合金的常规生产设备。当然,一种工业生产工艺的成熟度还需要科学技术的强力支持。

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