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当前位置:首页 > 新闻信息 > 公司新闻 > 整体硬质合金刀具磨削裂纹的产生机理分析

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来源 : www.alloy-east.com   发布时间 : 2020-09-28

制造硬质合金刀具采用的金刚石磨削处理可以使刀具表面层的物理?机械特性变坏或者改善。决定表面层质量的基本参数是:微观形貌(即表面粗糙度),表面层的结构和亚结构,第Ⅰ类残余应力值及其分布。烧结后的硬质合金通常具有不低于Rz5μm的表面粗糙度,金刚石加工可以保证Rz不低于2μm,在Rz=1~5μm范围内显微粗糙度的深度实际上不影响硬质合金的寿命指标。在磨削加工中硬质合金晶粒内部的细微结晶结构参数也发生变化,嵌晶块发生破碎(相干分散区),其值减小一个数量级,由(10~15)×10-5mm降到(10~15)×10-6mm。晶粒显微畸变值(Δd/d,第Ⅱ类应力)发生变化,表面层性能也相应变化。但是,实际上细微结晶结构参数变化与硬质合金寿命之间并未发现直接关系。所以在循环载荷下(如铣削力)硬质合金的使用寿命既与表面层的结构和亚结构无直接关联,又首先不是决定于表面粗糙度,而是决定于表面层的残余应力状态,即第Ⅰ类残余应力值及其沿截面的分布对硬质合金的强度和寿命起着决定性因素。表面层残余压应力的形成促使断裂源迁移到距离表面更深的受载荷较小的层次,抑制了裂纹的萌生和扩展,这就使得强度和寿命增加;同时随着硬质合金表面层残余压应力层分布深度的增加,其强度和寿命逐渐提高。而表面层形成的残余拉应力则促进裂纹的萌生和扩展,是产生裂纹的必要条件,且使得强度和寿命降低。但磨削后的表面往往既有残余压应力又有拉应力,因此,理想的磨削表面层状态应是表面层残余压应力值越高越好,残余压应力层分布越深越好;近表面层残余拉应力值越低越好,残余拉应力层越薄越好,******拉应力值距离表面越深越好。反之,表面层较浅的压应力分布和近表面层过高的拉应力值则是萌生磨削裂纹的主要原因。所以,在磨削加工过程中应尽量减小和避免残余拉应力的产生。
在多数情况下硬质合金制品烧结后在表面层产生残余拉应力(起源于热),这种拉应力值可达500~1000MPa。该应力层的深度不大于5~7μm,应力渗入深度不超过30~40μm。越接近表面,其值越高;钴含量越高,其值越高。因此烧结后的硬质合金抗弯强度值(TRS值)和疲劳寿命值很低。但磨削余量常大于0.1mm,因而随后的磨削加工在去除硬质合金表层后完全可以消除烧结合金中的残余拉应力,并形成新的应力状态。由此可见,烧结工艺引起的残余应力对在磨削过程中残余应力的形成没有影响。

 

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2018-09-30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。

2020-03-30合金材料是一种金属与至少一种其他金属或非金属的结合体。这种合金材料化合物必须是固溶体、化合物或与另一种金属或非金属的混合物的一部分,才能被认为是合金材料。将金属化合成合金材料最常见的方法是熔化它们,将它们混合在一起,然后让它们凝固并冷却到室温。使用金属合金材料是因为它们通常具有增强的机械或化学性能。合金材料元素可以添加到金属中,以增加许多性能,包括硬度、强度、耐腐蚀性、可加工性等。

什么是普通合金材料?

合金材料在整个金属加工行业中是如此的丰富,以致于有太多的合金材料难以列出。事实上,它与非合金材料或“纯金属”一起工作的可能性要小得多。即使是低碳钢——也许是金属制造中最常用的材料——也是铁和碳的合金材料。钢铁合金材料的一个例子是AISI 1018。铸铁是铁和碳的另一种合金材料,含碳量甚至比低碳钢还高。铝通常也与其他元素混合在一起,为其提供所需的应用所需的属性。例如,铝6061和2024分别添加了大量的锰和铜。

合金材料也可以非常复杂。奥氏体不锈钢,如316级,是铁、铬、镍和其他一些金属和非金属的合成物。青铜(它本身是铜和锡的合金材料)常与铝等元素进一步合金材料化。C954级是铝青铜合金材料的一个例子。像D2这样的工具钢主要是由铁组成的,但是根据需要的机械性能,会添加许多不同的其他金属和非金属,如铬、钒、锰、硅和碳。

常见的合金材料元素有哪些?有各种各样的合金材料元素,为不同的基础材料提供不同的用途。

铬合金材料元素是一种常用来帮助合金材料抗腐蚀的金属。根据材料的不同,它还可以增加硬度和强度。

镍合金材料元素是一种经常添加到材料中以增加韧性的金属。奥氏体不锈钢中镍的添加量高,同时也起到了奥氏体促进剂的作用。

铜合金材料元素是一种用于使材料(如铝)具有沉淀硬化性的金属。在钢中,铜可以增加耐腐蚀性,但会降低铝的耐腐蚀性。

锰合金材料元素是一种通常用来提高强度的合金材料金属。锰作为一种合金材料元素,热处理对其影响不大,适合高温应用。

钨合金材料元素是一种金属合金材料元素,用于提高耐磨性(尤其是在高温下)、韧性和强度。

铅合金材料元素是一种金属合金材料元素,用于提高切削性能。

硅合金材料元素是一种非金属合金材料元素。它常被用作金属的脱氧剂。硅还能增加强度,降低熔点。

碳合金材料元素是一种非金属合金材料元素,是制造钢铁的必要元素。在钢和铸铁合金材料中经常使用碳添加物来增加强度和硬度。

2020-03-16     精密合金的分类方式有很多种,本文主要介绍精密合金的主要用途分类。

     工业炉用耐热钢:除反应堆、电站锅炉、石化工业炉外,在冶金、机械、建材、轻工等工业中,广泛用作热交换器、加热炉管、反映罐等多种炉窑中的各种耐热部件,除采用板、管、棒等耐热钢变形材外,并采用大量的精密合金。

    冶金厂的各种退火炉罩,可控气氛连续加热炉的马弗罐、辐射管、装料框架、链带等,多采用310(0Cr25Ni20)或3Cr24Ni7SiNRe、2Cr25Ni13钢等。冶金厂连续式加热炉和热处理炉中大量的炉底辊和辐射管亦采用高合金耐热钢离心铸管,常用的牌号有0Cr18Ni9、00Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、0Cr17Ni12Mo2、00Cr17Ni12Mo2、3Cr24Ni7SiNRe、0Cr23Ni13、1Cr20Ni14、Cr25Ni20Si2、00Cr10Ni20Mo6Cu6、4Cr25Ni35NbW、70CrMoVBRe、4Cr28Ni48W5Si2、3Cr26Ni4MnMoRe等。在水泥工业中,湿法水泥窑预热带中的耐热钢链条,大型水泥窑蓖冷机用的篦子板,冷却机用的物料斗等,均使用了大量的耐热钢件,如3Cr24Ni7SiNRe、1Cr20Ni14、Cr25Ni20Si2等。
 
     大型精密合金焊接的处理要点
 
     1、精密合金焊接部位宜采用点焊、对称焊,然后整体焊的方式,避免应力集中使铸件开裂,焊接第一层(打底)时、如对接缝较小,可采用3.2焊条。焊接第二层时,采用4.0焊条,因铸件较大,可按1/6圈,分段焊接。
 
     2、对精密合金焊接中出现的裂纹应先沿裂纹两侧切接坡口,坡口深度和长度应将裂纹部位割除再重新补焊。焊接裂纹时先封头,由裂纹根部开始沿裂纹焊接。对硬度大于HRC38的,盖面时采用AI02焊条。
 
     3、对分层焊接的部位应在第一层温度冷却至200-300。C后把焊皮清除干净后再焊第二层,依次类推。
 
     4、可以根据现场工况用氧乙块火焰进行切割和修正开坡口,为确保焊接质量,铸件表面应清除干净,避免有油污,夹渣等缺陷。
 
    风叶安装角度可按用户需要任意调整,也可以调整到使叶片产生反向流动,实现反向通风的需要。
 
    炉底盘一般在电弧炉或感应炉中熔炼。质量要求高的往往采用真空精炼和炉外精炼工艺。

2017-12-11
  一手坚持主业,一手另谋新的经济增长点
 
  这是夏黑、这是巨玫瑰、这是红芭拉蒂……8日上午,又一家生态园在新密市岳村镇任岗村开园。与其他园不同,这里开园第一天前来捧场的都是些钢铁企业和贸易的老板们,他们不仅是来这里感受采摘乐趣,更重要的是来观摩企业转型的经验。记者采访中发现,由于整体经济的不景气,一些资金密集型企业正在撤出资金寻找第二个经济增长点。郑州晚报记者李丽君
 
  钢价“跌跌不休”,钢企纷纷转型升级
 
  新开园的田缘兴生态农业园的老板杨国军告诉记者,他之前一直做钢铁贸易,已有20多年,手底下有4个公司,业绩一直是行业内的前三甲。但从2012年钢铁行业进入寒冬之后,各个公司的业绩都下滑得非常厉害,“从上半年的情况看,今年我们公司的盈利估计只有两三百万元,要比去年少三分之二”。
 
  不久前,中国钢铁工业协会常务副会长朱继民在“2015高强建筑用钢及钢结构应用发展论坛”上介绍,自2014年以来,进入2015年,下跌趋势不但没有减缓,反而更加剧烈,钢材综合价格指数从去年底的83.09点跌到6月末的66.09点,降幅19.7,已超过去年全年的降幅。
 
  在行业产能过剩,钢价“跌跌不休”的情况下,许多大型钢企纷纷谋划转型。如南钢股份,拟投资5亿元人民币设立全资子公司江苏金石节能环保投资控股有限公司,经营与节能环保相关的实业投资、资产管理、技术开发等业务。宝钢集团此前也专门成立了节能环保产业化平台的上海宝钢节能环保技术有限公司。
 
  不少钢铁企业尝试在主业之外,向钢铁上下游产业延伸。凌钢股份原主要产品中有75%均为建筑用长材,而近年来地产投资增速逐渐下移,原品种结构已严重拖累公司业绩。为增加效益,公司开始实施“普转特”战略,在立足于普通钢材的同时,向优特钢研发生产转型,涉入机械制造、汽车等新应用领域。
 
  此外,部分钢企开始向非钢产业发展延伸。以转型养猪而一时名声大噪的武钢,目前在主业之外,养猪和关心衣食住行成为其非钢产业的主打。与武钢的非钢产业接地气相比,冀钢的“大物流版图”和宝钢的软件开发等非钢产业,则显得高端大气很多。
 
  钢贸商寻找第二经济增长点
 
  受影响的不仅仅是大的钢企,在利益链上的钢贸商们也深受影响。
 
  “10年一个轮回,这次行业的下滑才刚开始,还要好几年。”杨国军说,依照他的经验,他从2013年就开始为公司和员工谋划另一条保障路线。“钢铁贸易依然是我们的主业,但是几年后市场会成什么样谁都说不好,虽然我们会坚持度过寒冬,但是也不能不多做些打算。”

2017-02-21高温合金时效强化
经过时效热处理,从奥氏体基体中析出一些相使高温合金强化。因为这些相是从基体中析出的,因此有时称为第二相或沉淀相,所以时效强化又称为第二相强化或沉淀强化。用固溶强化手段设置位错运动障碍是不够稳定的,其强化效果也不够强烈。为了更有效地阻碍位错运动,就要利用稳定的障碍物,高温合金通常采用固态析出的时效相,如γ’、γ’’和碳化物(见高温合金材料的间隙相、高温合金材料的金属间化合物相)等作为稳定的障碍物。
从位错理论出发,时效强化效应是和位错与析出相的交互作用密切相关的。运动着的位错与析出相遇时,其机械障碍作用有4种情况:(1)应力场障碍。时效相析出时会在基体中产生应力场,特别当时效相与基体具有共格关系时,可以产生很高的弹性应力场。(2)位错攀移析出相克服障碍。(3)位错绕过析出相的障碍。位错线在靠近析出相颗粒时受阻变弯,位错线绕过析出相并在其周围留下位错环后才能继续向前运动,这是有名的欧罗万(orowan)机制。(4)位错切割析出相的障碍。位错切割析出相时,增加了它与基体之间的界面而需要做功。如果析出相为有序结构时,当位错切过时会在有序结构中产生反相畴界而需要做功。
γ’相是高温合金中最重要的时效强化相。随着7,相数量增加,强化效果增加。在镍基高温合金中,7,相的数量能达到60%~65%;而铁基高温合金中只能达到20%左右。铁基高温合金中γ’相的合适尺寸是0.01~0.05μm,通常呈球形。镍基高温合金中应使γ,相的平均间距保持在0.05μm左右;当γ’相含量超过40%时,γ’相间距对强化不敏感,此时γ’相可以达到很大尺寸(0.2μm左右),形貌为立方体形。

2018-08-09高温合金具有优异的耐热和抗腐蚀性能,被誉为“发动机的基石”,航空航天是其最重要的下游应用领域,占总使用量的55%,而在诸如船舰燃气轮机、汽车涡轮增压器以及核电等领域也有重要运用。高温合金作为特钢的代表,在线工艺复杂,具有极高的产业壁垒,不仅对质量可靠性和性能稳定性有着严苛的要求,而且试用论证期往往长达数年,只有具备强大技术储备和研发实力的企业才方可进入。未来随着“中国制造2025”和“两机”专项计划的陆续落实,政策红利即将释放,高温合金发展将迎来重要战略机遇期;预计2020年前,研发资助资金投入规模将不少于2000亿元;
多轮驱动、需求迎来大发展
   我国高温合金行业正处于爆发的前夜,目前年均需求总量约1.5万吨,但政策护航、技术突破的双重刺激未来有望引领高温合金的大发展,预计2020年我国年均需求将达到3.5万吨,需求翻翻,年平均增长率接近20%,市场空间高达122亿元。其中,航空领域用高温合金仍是主力,“产业红利释放+战斗机更新换代+通用航空及无人机市场接力”,利好因素叠加,仅航空领域需求便有望突破1.2万吨;除此之外,核电、燃气轮机、涡轮增压器等领域需求也有望获得持续突破,预计需求将达到2万吨,成为接棒航空航天领域增长的市场新蓝海;

高壁垒、高门槛,供给增长有限
   高温合金整个行业具有较为明显的寡头特征,复杂的在线工艺决定了其成材率低、生产周期长,具有极高的技术壁垒。同时,该行业无论是军品还是民品均涉及到产品认证问题,特别是军品的认证,审核严、跨度长,耗时费力,为该行业构筑了天然的进入壁垒。目前我国高温合金总产能约为1.26万吨,实际产量约8000-9000吨左右,和我国庞大的需求相比,未来存在愈2万吨的产能缺口;
  行业景气向上确立,国产替代趋势加强:
  高温合金需求的演变加剧了未来行业的产能短缺,在过去由于技术上的短板造成我国高温合金成材率低、可靠性差,超过一半的产品依赖外资企业实现供货,造成目前行业实际产能利用率仅为75%左右。所以未来行业要取得突破的关键在于克服固有的技术瓶颈,加大国内厂商在供应序列中的话语权。与此同时,“两机”重大专项也将进一步助力我国高温合金产业的腾飞。技术+政策双管齐下背景下,即使仅按照目前国产化率为40%的中性预测,预计到2020年行业产能利用率也有望达到83%左右,若国产化率进一步提升,未来行业将遇到明显的产能瓶颈。


2020-07-07软磁合金产品的结构有哪些特征?软磁合金主要用于能量转换和信息处理两大方面,是国民经济中的一种重要材料。软磁合金产品并不是诞生了就是这个模样,而是经过不断的演变升级才让产品如此优秀,从而被广泛应用。科技是促使推动产品发展的的主要源头。同样重要的是人类对产品有更高的需求。那么产品具有哪些特征呢,如下可见:
软磁合金
软磁合金的分类介绍:

可分为低碳电工钢和阿姆科铁、硅钢片、镍铁软磁合金、铁钴软磁合金、铁硅铝软磁合金等,在电力工业方面,主要采用在较高磁场下具有高磁感和低铁芯损耗的合金。在电子工业方面,主要采用在低或中等磁场下具有高磁导率和低矫顽力的合金。在高频下则须采用薄的带材或更高电阻率的合金。一般都用板材或带材。
1、铁镍软磁合金
牌号:1J46,1J50,1J54,1J76,1J77,1J79,1J80,1J85,1J86,1J34,1J51,1J52,1J65,1J66,1J67,1J83,1J403
执行标准:GBN198-88
用途:大部分用于弱磁或中等磁场工作的小型变压器,脉冲变压器,继电器,互感器,磁放大器,电磁离

2、合器,扼流圈铁芯及磁屏蔽。
磁温度补偿合金
牌号:1J30,1J31,1J32,1J33,1J38
执行标准:GB/T15005-94
用途:电磁回路和永磁回路中的磁分路补偿元件。

3、耐蚀软磁合金
牌号:1J36,1J116,1J117
执行标准:GB/T14986-94
用途:在氧化性介质和肼类介质中工作的电磁器件。
     
 

2017-03-13GH3030的材料用途
主要用于800 ℃ 以下工作的涡轮发动机燃烧室部件和在1100 ℃ 以下要求抗氧化
但承受载荷很小的其他高温部件.
GH3030电性能:
黑度 ,① 0.17 0.17 0.18 0.18 0.19 0.27 0.51 0.52 0.53 θ/℃ 20 100 200 300 400 500 600 700 800 ρ/(10-6Ω,m) 1.090 1.099 1.108 1.117 1.127 1.153 1.135 1.126 1.123
GH3030磁性能:合金无磁性。
GH3030抗氧化性能:在空气介质中的氧化速率:
氧化速率/(g/(m2,h)) 0.0535 0.1560 0.3905 0.5810
GH3030金相组织结构:该合金在1000摄氏度固溶处理后为单相奥氏体组织,间有少量TiC和Ti(CN)。
GH3030工艺性能与要求:
1、该合金具有良好的可锻性能,锻造加热温度1180℃,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、热处理后,零件表面氧化皮可用吹砂或酸洗方法清除。

2022-05-11760℃高温材料发展过程从20世纪30年代后期起,英、德、美等国就开始研究高温合金。第二次世界大战期间,为了满足新型航空发动e79fa5e98193e59b9ee7ad9431333361303032机的需要,高温合金的研究和使用进入了蓬勃发展时期。40年代初,英国首先在80Ni-20Cr合金中加入少量铝和钛,形成γ‘相(gamma prime)以进行强化,研制成第一种具有较高的高温强度的镍基合金。同一时期,美国为了适应活塞式航空发动机涡轮增压器发展的需要,开始用Vitallium钴基合金制作叶片。
此外,美国还研制出Inconel镍基合金,用以制作喷气发动机的燃烧室。以后,冶金学家为进一步提高合金的高温强度,在镍基合金中加入钨、钼、钴等元素,增加铝、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。

2018-04-20   变形高温合金主要为航天、航空、核能、石油民用工业提供结构锻件、饼材、环件、棒材、板材、管材、带材和丝材。
变形高温合金是指可以进行热、冷变形加工,工作温度范围-253~1320℃,具有良好的力学性能和综合的强、韧性指标,具有较高的抗氧化、抗腐蚀性能的一类合金。按其热处理工艺可分为固溶强化型合金和时效强化型合金。

    1、时效强化型合金 
  使用温度为-253~950℃,一般用于制作航空、航天发动机的涡轮盘与叶片等结构件。制作涡轮盘的合金工作温度为-253~700℃,要求具有良好的高低温强度和抗疲劳性能。例如:GH4169合金,在650℃的最高屈服强度达1000MPa;制作叶片的合金温度可达950℃,例如:GH220合金,950℃的拉伸强度为490MPa,940℃、200MPa的持久寿命大于40小时。
  2、固溶强化型合金 
  使用温度范围为900~1300℃,最高抗氧化温度达1320℃。例如GH128合金,室温拉伸强度为850MPa、屈服强度为350MPa;1000℃拉伸强度为140MPa、延伸率为85%,1000℃、30MPa应力的持久寿命为200小时、延伸率40%。固溶合金一般用于制作航空、航天发动机燃烧室、机匣等部件。

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