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来源 : www.alloy-east.com   发布时间 : 2019-05-14

一、概述
1991年英国焊接研究所(TWI)发明了搅拌摩擦焊(FSW),从此以后,基于这种固相连接技术的明显优越性,例如:优良的接头力学生能,不需要填充焊接材料,没有焊接烟法和飞溅,很少的焊前准备和焊接变形等,在世界范围内的合和中开展了大量的研究和开发工作。另外,搅拌摩擦焊铝合金材料都能焊接,如应用于航空、航天领域的2000系列、5000系列和7000系列高强铝合金,也可以利用这种先进的焊接方法得到高质量的连接。英国焊接研究所的Dave NICHOLAS订为,搅拌摩擦焊工艺是自激光焊接问世以来引人注目的焊接方法,它的出现将使铝合金等有色金属的连接技术发生革命性的进步。
2002年4月,北京航空制造工程研究所与英国焊接研究所(TWI)关于搅拌摩擦焊专利技术正式签约,并且取得了搅拌摩擦焊专利技术的独占性二级许可授予权,为中国市场开启了搅拌摩擦焊技术的研究、开发以及大规模工业化应用之门。
二、铝合金搅拌摩擦焊的应用现状
搅拌摩擦焊技术拥有诸多的优点,对于轻合金材料(如铝、铜、镁、锌等)的连接在焊接方法、力学性能和生产效率上具有其他焊接方法不可比拟的优越性。搅拌摩擦焊是一种固相连接方法,焊缝接头具有优良的力学性能和小的焊接变形,焊接过程中不需要添加保护气和焊丝,没有熔化、烟尘、飞溅及弧光,是一种环保型的新型连接技术。实际情况也的确如此,在FSW技术问世后的短短几年内,在焊接机理、适用材料、焊接设备以及工程化应用方面均取得了很大的进展。搅拌摩擦焊技术初主要用于解决铝合金、镁合金及锌合金等材料的焊接。关于搅拌摩擦焊工艺的特点和应用等,英国焊接研究所进行了较多的研究,关于1993年、1995年申请了世界范围内的专利保护。目前,该所主要是与航空、航天、船舶、高速列车及汽车等焊接设备制造厂和性的大公司联合,以团体赞助或合作的形式(TWI的GSP项目)研究、开发搅拌摩擦焊技术,不断扩大其应用范围。

 

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2016-11-19组织
镍基合金的显微组织特点及其发展情况见图3,合金中除奥氏体基体外,还有在基体中弭散分布的g'相,在晶界上的二次碳化物和在凝固时析出的一次碳化物和硼化物等。随着合金化程度的提高,其显微组织的变化有如下趋势:g'相数量逐渐增多,尺寸逐渐增大,并由球状变成立方体,同一合金中出现尺寸和形态不相同的g'相。在铸造合金中还出现在凝固过程中形成的g+g'共晶,晶界析出不连续的颗粒状碳化物并被g'相薄膜所包围,组织的这些变化改善了合金的性能。
现代镍基合金的化学成分十分复杂,合金的饱和度很高,因此要求对每个合金元素(尤其是主要强化元素)的含量严加控制,否则会在使用过程中容易析出有害相,如s、µ相(图4),损害合金的强度和韧性。
在镍基铸造高温合金中发展出了定向结晶涡轮叶片和单晶涡轮叶片(图5)。定向结晶叶片消除了对空洞和裂纹敏感的横向晶界,使全部晶界平行于应力轴方向,从而改善了合金的使用性能。单晶叶片消除了全部晶界,不必加入晶界强化元素,使合金的初熔温度相对升高,从而提高了合金的高温强度,并进一步改善了合金的综合性能。
生产工艺
镍基合金,特别是沉淀强化型合金含有较高的铝、钛等合金元素。通常采用真空感应炉熔炼,并经真空自耗炉或电渣炉重熔。热加工采用锻造、轧制工艺,对于高合金化合金,由于热塑性差,则采用挤压开坯后轧制或用软钢(或不锈钢)包套直接挤压工艺。铸造合金通常用真空感应炉熔炼母合金,并用真空重熔-精密铸造法制成零件。
变形合金和部分铸造合金需进行热处理,包括固溶处理、中间处理和时效处理,以Udmet 500合金为例,它的热处理制度分为四段:固溶处理,1175℃,2小时,空冷;中间处理,1080℃,4小时,空冷;一次时效处理,843℃,24小时,空冷;二次时效处理,760℃,16小时,空冷。以获得所要求的组织状态和良好的综合性能。

2021-05-12异种金属焊接这些经典常识
  异种金属焊接所存在的一些固有问题阻碍了它的发展,如异种金属熔合区的构成和性能,异种金属焊接结构的破坏多半发生在熔合区,由于靠近熔合区各段上焊缝结晶特点不同,又易形成性能不好的、成分变化的过渡层。
  另外,由于处在高温的时间长,这一区域的扩散层会扩大,会进一步使金属的不均匀性增加。而且异种金属焊接时或焊后经热处理或经高温运行后,经常发现低合金一侧的碳通过焊缝边界向高合金焊缝中“迁移”的现象,分别在熔合线两侧形成脱碳层和增碳层,在低合金一侧母材形成脱碳层,在高合金焊缝一侧形成增碳层。
  防碍和阻止异种金属结构的使用和发展主要表现在以下几个方面:
  1.在室温下,异种金属焊接接头区的机械性能(如拉伸、冲击、弯曲等)一般优于被焊母材的性能,但高温下或高温长期运行后,接头区的性能劣于母材。
  2.在奥氏体焊缝与珠光体母材之间存在一个马氏体过渡区,该区韧性较低,是一个高硬度脆性层,也是导致构件失效破坏的薄弱区,它会降低焊接结构的使用可靠性。
  3.焊后热处理或高温运行过程中碳迁移会导致在熔合线两侧分别形成增碳层和脱碳层。一般认为脱碳层由于碳的减少而导致该区域组织、性能发生较大变化(一般是劣化),从而使得该区域容易在服役过程中发生早期失效。很多服役中的高温管线或者试验中的高温管线的失效部位都集中在脱碳层。
  4.失效与时间,温度和交变应力等条件有关。
  5.焊后热处理不能消除接头区的残余应力分布。
  6.化学成分的不均匀性。
  异种金属焊接的时候,由于焊缝两侧的金属和焊缝的合金成分有着明显的差别,焊接过程中,母材和焊材都会熔化并相互混合,混合的均匀程度随着焊接工艺的改变而改变,而且焊接接头不同的位置,混合均匀程度也有很大差异,这就造成了焊接接头化学成分的不均匀性。
  7.金相组织的不均匀性。
  由于焊接接头化学成分的不连续,经历了焊接热循环后,焊接接头各个区域出现不同的组织,往往在某些区域出现极其复杂的组织结构。
  8.性能的不连续性。
  焊接接头的化学成分和金相组织的差异,带来了焊接接头力学性能的不同。沿焊接接头的各个区域强度、硬度、塑性、韧性、冲击性能、高温蠕变、持久性能都有很大差别。这种显著的不均匀性使得焊接接头不同区域在相同的条件下,表现出来的行为有很大的差异,出现弱化区域和强化区域,尤其是在高温的条件下,异种金属焊接接头在服役过程中经常出现早期失效。
  二
  不同焊接方法焊接异种金属时的特点
  大多数焊接方法都可用于异种金属的焊接,但在选择焊接方法及制定工艺措施时,仍应考虑异种金属焊接时的特点。根据母材和焊接接头不同的要求,熔焊、压焊及其他焊接方法在异种金属焊接中都有所应用,但也都各有其优缺点。
  1.熔焊
  异种金属焊接中应用较多的是熔焊方法,常用的熔焊方法有焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护电弧焊、电渣焊、等离子弧焊、电子束焊、激光焊等。为了减少稀释,降低熔合比或控制不同金属母材的熔化量,通常可选用热源能量密度较高的电子束焊、激光焊、等离子弧焊等方法。
  为了减小熔深,可以采取间接电弧、摆动焊丝、带状电极、附加不通电焊丝等工艺措施。但无论如何,只要是熔焊,总有部分母材熔入焊缝而引起稀释,另外,还会形成诸如金属间化合物、共晶体等。为了减轻这类不利影响,必须控制和缩短金属在液态或高温固态下的停留时间。
  然而,尽管熔焊方法和工艺措施不断改进和完善,却仍然难以解决所有异种金属焊接时的问题,因为金属种类繁多,性能要求又多种多样,接头形式又各不相同,许多情况下还需要采用压焊或其他的焊接方法来解决特定的异种金属接头的焊接问题。
  2.压焊
  大多数压焊方法都只将被焊金属加热至塑性状态或甚至不加热,而以施加一定的压力为基本特征。与熔焊相比,在焊接异种金属接头时压焊具有一定的优越性,只要接头形式允许,焊接质量又能满足要求,采用压焊往往是比较合理的选择。
  压焊时,异种金属交界表面可以熔化,也可以不熔化,但由于有压力的作用,即使表面有熔化金属存在,也会被挤压而排出(如闪光焊和摩擦焊),只有少数情况下压焊后还保留了曾经熔化的金属(如点焊)。
  压焊由于不加热或加热温度低,可以减轻或避免热循环对母材金属性能的不利影响,防止产生脆性的金属间化合物。某些形式的压焊甚至能将已产生的金属间化合物从接头中挤压出去。此外,压焊时也不存在因稀释而引起的焊缝金属性能变化问题。
  不过,大多数压焊方法对接头形式是有一定要求的,例如点焊、缝焊、超声波焊必须用搭接接头;摩擦焊时至少有一个工件必须具有旋转体的截面;爆炸焊只适用于较大面积的连接等。压焊设备目前也还不普及。这些无疑地都限制了压焊的应用范围。
  3.其他方法
  除熔焊和压焊外,还有一些可以用于异种金属焊接的方法。例如钎焊就是钎料与母材之间的异种金属焊接方法,不过这里所讨论的则是较特殊的钎焊方法。
  有一种方法称作熔焊——钎焊,即对异种金属接头中低熔点母材一侧为熔焊,对高熔点母材—侧为钎焊。而且通常是以低熔点母材相同的金属为钎料。因此,钎料与低熔点母材之间就是同种金属的熔焊过程,不存在特殊困难。
  钎料与高熔点母材之间则是钎焊过程,母材不发生熔化、结晶,可以避免许多焊接性方面的问题,但要求钎料对母材能良好润湿。
  另一种方法称作共晶钎焊或共晶扩散钎焊。这是将异种金属接触表面加热到一定温度,使两种金属在接触表面处形成低熔点的共晶体,该低熔点共晶体在此温度下呈液态,实质上成了一种不用外加钎料的钎焊方法。
  当然,这要求两种金属之间能够形成低熔点的共晶体。异种金属扩散焊时加入中间层材料,在很低压力下加热使中间层材料熔化,或与被焊金属接触形成低熔点共晶体,此时形成的薄层液体,经一定时间的保温过程,使中间层材料全部扩散到母材中并均匀化,就能形成没有中间材料的异种金属接头。
  这类方法在焊接过程中都会出现少量液态金属。因而又被称作液相过渡焊,他们的共同特点就是接头中不存在铸造组织。
  三
  焊接异种金属的注意事项
  1.考虑焊件的物理、力学性能和化学成分
  (1)根据等强度的观点,选择满足母材力学性能的焊条,或结合母材的可焊性,改用非等强度而焊接性好的焊条,但考虑焊缝的结构形式,以满足等强度、等刚度要求。
  (2)使其合金成分符合或接近母材。
  (3)母材含C、S、P有害杂质较高时,应选择抗裂性能和抗气孔性能较好的焊条。建议选用氧化钛钙型焊条。如果尚不能解决,可选用低氢钠型焊条。
  2.考虑焊件的工作条件和使用性能
  (1)在承受动载荷和冲击载荷的情况下,除保证强度外,对冲击韧性、延伸率均有较高要求,应一次选用低氢型、钛钙型和氧化铁型焊条。
  (2)接触腐蚀介质的,必须根据介质的种类、浓度、工作温度以及区分是一般服饰还是晶间腐蚀等,选用合适的不锈钢焊条。
  (3)在磨损条件下工作时,应区分是一般还是受冲击磨损,是常温还是高温下磨损。
  (4)非常温条件下工作时,应选用相应的保证低温或高温力学性能的焊条。
  3.考虑焊件的集合形状复杂程度,刚度大小,焊接破口的制备情况和焊接位置。
  (1)形状复杂或大厚度的焊件,焊缝金属在冷却时收缩应力大,容易产生裂纹,必须选用抗裂性能强的焊条,如低氢型焊条,高韧性焊条或氧化铁型焊条。
  (2)受条件限制不能翻转的焊件,需选用能全位置焊接的焊条。
  (3)焊接部位难以清理的焊件,选用氧化性强的,对氧化皮和油污不敏感的酸性焊条,以免产生气孔等缺陷。
  4.考虑施焊工地设备
  在没有直流焊机的地方,不宜选用限用直流电源的焊条,而应选用交直流电源的焊条。某些钢材(如珠光体耐热钢)需焊后消除热应力,但受设备条件限制(或本身结构限制)不能进行热处理时。应改用非母材金属材料焊条(如奥氏体不锈钢),可不必焊后热处理。
  5.考虑改善焊接工艺和保护工人的身体健康
  在酸性焊条和碱性焊条都可以满足要求的地方,应尽量采用酸性焊条。
  6.考虑劳动生产率和经济合理性
  在使用性能相同的情况下,应尽量选用价格较低的酸性焊条,而不用碱性焊条,在酸性焊条中又以钛型、钛钙型为贵,根据我国矿藏资源情况,应大力推广钛铁型药皮的焊条。

2020-04-07  合金材料生产热控法又叫控制参数法、快速冷凝法或快速冷却法等。其原理是严格控制熔体合金尽可能低的浇注温度、型壳予热温度和熔体过热温度,增大合金凝固过程的过冷度,使结晶核心增多,形核率增大,让铸件以同时凝固方式结晶,缩短合金凝固时间,限制晶粒长大获得细小等轴晶。
  合金材料公司发展的一种常规细晶铸造工艺,用于小型叶轮整体铸造,使叶轮厚的轮毂具有细小晶粒,避免普通精铸工艺产生的粗晶粒,从而具有良好的低循环疲劳性能,满足设计要求。而薄的叶片部分保持常规铸造的持久蠕变性能。其要点为浇铸温度控制在合金熔点加40F,模壳的温度选定为1100℃,合金熔体过热温度应尽可能低,保证合金处于熔化状态而不致于把碳化物全部熔解进入溶体,从而作为以后凝固时的结晶核心。用这一工艺铸造的IN713C和MarM247合金叶轮,晶粒度为ASTM 1~2级,疲劳寿命提高2~4倍,这是一种典型的热控法细晶铸造工艺。
  80年代初期,一些合金材料公司发展了两种细晶铸造工艺:一种叫GX合金材料工艺,用于生产整体铸造叶轮,可使晶粒细化到ASTM 0级;另一种称之MX合金材料工艺,也属热控法,这种工艺可使晶粒尺寸达到ASTM 3~5级,同时组织和化学成分均匀,可保证生产的铸造预形件直接进行锻造,而不需开坯操作。许多镍基高温合金如MERL 76、C103和IN718的MX预形件可锻性非常良好,等温锻和热模锻墩粗达80%而不产生裂纹。用此法生产整体叶轮效果比GX工艺更好。

2016-12-13Inconel 718 金相组织结构:
该合金标准热处理状态的组织由γ基体γ’、γ’、δ、NbC相组成
Inconel 718工艺性能与要求:
1、因Inconel718合金中铌含量高,合金中的铌偏析程度与治金工艺直接有关。
2、为避免钢锭中的元素偏析过重,采用的钢锭直径不大于508mm。
3、经均匀化处理的合金具有良好的热加工性能,钢锭的开坯加热温度不得超过1120℃。
4、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。
5、合金具有满意的焊接性能,可用氩弧焊、电子束焊、缝焊、点焊等方法进行焊接。
6、合金不同的固溶处理和时效处理工艺会得到不同的材料性能。由于γ”相的扩散速率较低,所以通过长时间的时效处理能使Inconel 718合金获得******的机械性能。

2017-02-251.7036性能1.7036生产厂家1.7036价格1.7036化学成份1.7036方钢1.7036圆钢
合金钢/材料名称:合金钢—1.7036—合金钢,1.7036合金钢,1.7036高硬度合金钢,1.7036高耐磨合金钢,1.7036模具材料,高、中档次的特钢产品生产企业:高端产品主要是指高合金钢,包括特种合金(高温合金、耐蚀合金、精密合金、钛合金),宝钢股份在这方面有优势;中端产品主要是合金钢,包括轴承钢、合结钢、合金弹簧钢,主要生产企业有大冶特钢、西宁特钢等。合金钢经调质后用于制造承受中等负荷及中等速度工作的机械零件,如汽车的转向节、后半轴以及机床上的齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶尖套等;经淬火及中温回火后用于制造承受高负荷、冲击及中等速度工作的零件,如齿轮、主轴、油泵转子、滑块、套环等;经淬火及低温回火后用于制造承受重负荷、低冲击及具有耐磨性、截面上实体厚度在25mm以下的零件,如蜗杆、主轴、轴、套环等;经调质并高频表面淬火后用于制造具有高的表面硬度及耐磨性而无很大冲击的零件,如齿轮、套筒、轴、主轴、曲轴、心轴、销子、连杆、 螺钉、螺帽、进气阀等。此外,这种钢又适于制造进行碳氮共渗处理的各种传动零件,如直径较大和低温韧性好的齿轮和轴。 

1.7036
材料号:1.7036
牌号:28CrS4
标准:EN 10083-3 : 2006     
●特性及应用:
28CrS4材料,德国牌号特种钢。
●化学成分:
碳 C:0.24 - 0.31
硅 Si:≤0.4
锰 Mn:0.6 - 0.9
磷 P:≤ 0.025
硫 S:0.02 - 0.04
铬 Cr:0.9 - 1.2

2019-06-22在外磁场作用下容易磁化、去除外磁场后磁感应强度(磁感)又基本消失的磁性合金。磁滞回线面积小且窄,矫顽力(Hc)一般低于10 Oe(见精密合金)。19世纪末用低碳钢板制造电机和变压器铁芯。1900年磁性更高的硅钢片很快取代了低碳钢,用来制造电力工业的产品。1917年出现了Ni-Fe合金以适应当时电话系统的需要。后来又出现了具有不同磁特性的Fe-Co合金(1929)、Fe-Si-Al合金(1936)和Fe-Al合金(1950)以满足用途。中国于1953年开始生产热轧硅钢片。50年代末开始研究Ni-Fe和Fe-Co等软磁合金,60年代陆续开始生产一些主要的软磁合金。70年代开始生产冷轧硅钢带。

软磁合金的主要磁特性 是:①矫顽力(Hc)和磁滞损耗(Wh)低;②电阻率(ρ)较高,涡流损耗(We)低;③起始磁导率(μ0)和大磁导率(μm)高;某些合金在低磁场范围内磁导率(B/H)保持恒定;④饱和磁感(Bs)高;⑤某些合金磁滞回线呈矩形,矩形比即剩磁/大磁感(Br/Bm)高。这些磁性能同合金的结构状态和成分密切相关。合金中的碳、硫、氮和氧等杂质对磁性特别有害,因为它们使晶格畸变,难以磁化,碳和氮还会引起磁时效现象。软磁合金一般要求成品晶粒尺寸大,以便降低Hc和Wh值。一般铁磁性金属的磁性随晶轴方向不同而异,如铁的<100>方向易于磁化,<111>方向难于磁化。因此控制晶粒取向可以在材料的特定方向获得好的磁性能。铁的电阻率(ρ)低,添加某些合金元素可以提高ρ 值,加硅和铝的效果为明显。在铁中加入任何合金元素(除钴外),都会使它的饱和磁感Bs降低。

2018-05-11    一般的处理和4J36一样采用三段处理。 均匀化:在加热中,合金串的杂质充分固溶和合金化元素趋于均匀。工件在保护气氛中,加热到830℃保温20min~1h,淬火 回火:在回火过程中能够部分消除由淬火产生的应力。工件加热到315℃,保温1~4h,炉冷。 稳定化时效:使合金的尺寸稳定。工件加热到95℃,保温48h。对于冷加工后的高精度零件,不宜采用高温处理时。可采用下述消除应力稳定化处理:工件加热到315~370℃,保温1~4h。

    零件热处理工艺一般包含以下几个工艺过程,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:530~550℃,保温1~2h,炉冷 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。工件加热到830~880℃,保温30min,炉冷或空冷稳定化处理:为获得具有较低的膨胀系数又能使其性能稳定,4J36的过程也是完全相同的。

2017-11-18GH3044是固溶强化镍基抗氧化合金,在900℃以下具有高的塑性和中等的热强性,并具有优良的抗氧化性和良好的冲压、焊接工艺性能,适宜制造在900℃以下长期工作的航空发动机主燃烧室和加力燃烧室零部件及隔热屏、导向叶片,供应的品种有板、带、丝、管、棒材和环形件等。

2016-06-12     航空发动机用高温合金占高温合金需求的一半以上。随着国内一批新型号航空发动机进入量产,高温合金需求有望快速增长。以歼10B、歼15、歼16为代表的多款三代半战斗机陆续进入列装,WS-10发动机需求持续增长。未来几年,随着国产大型运输机运20的投产,大涵道比发动机将进入量产阶段;小涵道比中推、小推航空发动机也将逐步进入量产。国产航空发动机需求的增长将驱动航空用高温合金需求进入快速增长期。
      高温合金在民用工业中的应用也越来越广泛。高温合金在燃气轮机、车用涡轮增压器、核电、石油石化等行业有着重要的应用。工业化的推进和国内高端装备制造业的发展将持续拉动民用工业对高温合金的需求,目前民用高温合金占总需求的20%,未来这一比例有望持续提升。
       我们根据测算认为,到2020年,我国高温合金需求约为4万吨,对应市场空间90.5亿元:航空发动机、汽车废气涡轮增压器、核电工业用高温合金需求的增长将驱动行业需求的爆发。而目前,我国高温合金产能约1.26万吨,实际产量8000-9000吨左右。高温合金未来7年的需求复合增长率有望超过20%。

2019-09-30GH4169加工工艺说明:
熔炼工艺:
GH4169合金的熔炼工艺分为3类:
真空感应+电渣重熔;
真空感应+真空电弧重熔;
真空感应+电渣重熔+真空电弧重熔。
锻造工艺:
GH4169合金具有良好的热加工性能,钢锭的开坯加热温度不得超过1120℃,锻件的锻造工艺应根据锻件使用状况和应用要求,结合生产厂的生产条件而定。开坯和生产锻件时,中间退火温度和终锻温度根据零件所要求的组织状态和性能来确定,一般情况下,锻造的终锻温度控制在930~950℃之间为宜。

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