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来源 : www.alloy-east.com   发布时间 : 2020-11-19

高温合金的发展历史,是人类孜孜不倦追求进步的真实写照。高温合金的开发从1940年左右燃气轮机的实际应用开始,至今50多年。高温合金的使用温度以平均每年提高10℃的Z温度增加,从当初的650℃发展到今天的门00℃左右。
      在以前,从最早使用的铁基高温合金(亦即耐热钢)、钻基合金,至5年代又开发出被誉为“发动机心脏”的镍基高温合金,在这三不合金中,镍基高温合金是目前使用最为广泛、使用温度最高的卡金材料。为了兼顾抗氧化性及热强性,科研工作者近年来还开用了计算机辅助设计进行合金成分的确定,从而使高温合金分成分渐趋完全合理化。
      在制造工艺上,定向凝固技术,快速凝固技术,粉末冶金,机械合金化等工艺都分别应用于高温合金的话备,使其性能不断提高。
      在许许多多的用途中,高温合金在喷气发动机及燃气轮秒中的应用最引人注目。由于内燃机的热效率在很大程度上决定于燃气进口温度与出口温度之差,该值越大,热效率越高。而辩效率若增高1%,其节能和提高功率的意义也是非凡的。燃炽温度的提高,受制于材料的耐热温度,这是人们一直在寻求提高高温合金使用温度的根本原因之一。
      随着材料的进步以及冷却技术及制备技术的提高,祸轮进口温度已从50年代的800℃发展到1400℃左右,这也是高温合金使用温度最高、效果最显著的领域之一。热效率也相应地从20%升高到30%。

 

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2017-01-20      B-2哈氏合金是一种有极低含碳量和含硅量的Ni-Mo合金,它减少了在焊缝及热影响区碳化物和其他相的析出,从而确保即使在焊接状态下也有良好的耐蚀性能。
  众所周知,B-2哈氏合金在各种还原性介质中具有优良的耐腐蚀性能,能耐常压下任何温度,任何浓度盐酸的腐蚀。在不充气的中等浓度的非氧化性硫酸、各种浓度磷酸、高温醋酸、甲酸等有机酸、溴酸以及氯化氢气体中均有优良的耐蚀性能,同时,它也耐卤族催化剂的腐蚀。因此,B-2哈氏合金通常应用于多种苛刻的石油、化工过程,如盐酸的蒸馏,浓缩;乙苯的烷基化和低压羰基合成醋酸等生产工艺过程中。

  但在B-2哈氏合金多年的工业应用中发现:(1)B-2哈氏合金存在对抗晶间腐蚀性能有相当大影响的两个敏化区:1200~1300℃的高温区和550~900℃的中温区;(2)B-2哈氏合金的焊缝金属及热影响区由于枝晶偏析,金属间相和碳化物沿晶界析出,使其对晶间腐蚀敏感性较大;(3)B-2哈氏合金的中温热稳定性较差。当B-2哈氏合金中的铁元素含量降至2%以下时,该合金对β相(即Ni4Mo相,一种有序的金属间化合物)的转变敏感。当合金在650~750℃温度范围内停留时间稍长,β相瞬间生成。β相的存在降低了B-2哈氏合金的韧性,使其对应力腐蚀变得敏感,甚至会造成B-2哈氏合金在原材料生产(如热轧过程中)、设备制造过程中(如B-2哈氏合金设备焊后整体热处理)及B-2哈氏合金设备在服役环境中开裂。现今,我国和世界各国指定的有关B-2哈氏合金抗晶间腐蚀性能的标准试验方法均为常压沸腾盐酸法,评定方法为失重法。由于B-2哈氏合金是抗盐酸腐蚀的合金,因此,常压沸腾盐酸法检验B-2哈氏合金的晶间腐蚀倾向相当不敏感。国内科研机构用高温盐酸法对B-2哈氏合金进行研究发现:B-2哈氏合金的耐蚀性能不仅取决于其化学成分,还取决于其热加工的控制过程。当热加工工艺控制不当时,B-2哈氏合金不仅晶粒长大,而且晶间会析出现高Mo的σ相,此时,B-2哈氏合金的抗晶间腐蚀的性能明显下降,在高温盐酸试验中,粗晶粒板与正常板的晶界浸蚀深度相差约一倍左右。

2018-06-06钨合金特点

它还具有一系列优异的特性,比重大:一般比重为16.5-18.75g/cm3,,强度高:抗拉强度为700-1000Mpa,吸收射线能力强:其能力比铅高30-40%,导热系数大:为模具钢的5倍;热膨胀系数小:只有铁或钢的1/2-1/3,良好的可导电性能;具有良好的可焊性和加工性。鉴于高比重合金有上述优异的功能,它被广泛地运用在航天、航空、军事、石油钻井,电器仪表、医学等工业。                                                        

高比重钨合金按合金组成特性及用途分为W-Ni-Fe、W-Ni-Cu、W-Co、W-WC-Cu、W-Ag等主要系列。 

1.钨合金渔坠系列:子弹型、水滴型、圆管型、半水滴型、圆柱有孔型。                             钨珠、钨球

2.钨珠、钨球系列:φ1.5mm -φ10mm 精度±0.01mm,用于鱼坠配重、子母弹、医疗仪器配重、弹丸;φ0.1mm-φ10mm 精度±0.1mm,用于石油钻井平衡、弹丸。 

3 配重:高密度钨基合金配重系列: 机械用的平衡锤;飞锤;石油钻井配重杆;飞镖杆;高尔夫球配重块;赛车配重块;手机、游戏机振子;航空航天的陀螺仪;钟表摆锤;平衡配重球;防震杆。

 4.医疗器械:医用钨合金射线屏蔽材料系列: 1、钨合金光栅叶片; 2、钨合金防护罐——用于医疗上的放射性屏蔽壁;屏蔽针管——用于医疗放射性药液屏蔽;钨合金存储器——用于储存放射性物质的罐、箱等容器。 3、准直器--用于医疗直线加速器和核技术应用中钨合金系列检测集装箱系统的准直器;Co60 其他辐射的屏蔽。 

5.电器材料:电器材料系列:电火花加工的电极和电阻焊的电极;高比重电触点、空气断路器中的触点。 

6.热沉材料:由于耐高温性能和良好的散热性能,目前在电子行业,如各类电脑CPU中开始大量采用高比重钨合金材料作为热沉材料。 

7.军用:军用系列: 穿甲弹;子母弹、球、棒、方粒、圆柱,其他钨合金电镦块,核技术应用中钨合金。

 工艺流程

混料:将钨粉、镍粉、铁粉(如产品有无磁性要求,则可加入铜粉代替铁粉均匀混合)。 

混料→真空干燥→压制成型→预烧脱脂→加工成型→真空烧结→品质检测→毛坯产品→后续加工(浸油、机加工、热处理、电镀、轧制、锻造等)→精磨产品→产品出库。

2016-10-24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[2.27% 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[0.59% 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[0.46% 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。

2019-11-16 GH3128(GH128)是以钨、钼固溶强化并用硼、铈、锆强化晶界的镍基合金,具有高的塑性,较高的持久蠕变强度以及良好的抗氧化性和冲压、焊接等性能。
 GH4169特性及应用领域概述:   
  该合金在-253~700℃温度范围内具有良好的综合性能,650℃以下的屈服强度居变形高温合金的首位,并具有良好的抗疲劳、抗辐射、抗氧化、耐腐蚀性能,以及良好的加工性能、焊接性能良好。能够制造各种形状复杂的零部件,在宇航、核能、石油工业及挤压模具中,在上述温度范围内获得了极为广泛的应用。
  GH3128特性及应用领域概述:
该合金是以钨、钼固溶强化并用硼、铈、锆强化晶界的镍基合金,具有高的塑性、较高的持久蠕变强度以及良好的搞氧化性和冲压、焊接性能

2018-04-09   精密合金是指具有特殊物理性能的合金。它是电气工业、电子工业、精密仪表工业和自动控制系统中不可缺少的材料。绝大多数精密合金是以黑色金属为基的,只有少数是以有色金属为基的。精密合金按其不同的物理性能又分为7类,即:软磁合金、变形永磁合金、弹性合金、膨胀合金、热双金属、电阻合金、热电隅合金。精密合金是含有多种元素的合金,它要求严格的化学成分范围,特殊的熔炼工艺和热处理工艺,具有一定的物理性能和物理机械性能。

2017-01-10高温合金是最难加工的材料之一,假如45#钢的加工性为100%,则高温合金的相对加工性仅为5%~20%,其切削加工的特点有:①切削力大,是普通钢材的2~4倍。高温合金含有很多高熔点金属元素,构成组织结构致密的奥氏体固溶体,合金的塑性好,原子结构十分稳定,需要很大能量才能使原子脱离平衡位置,因而变形抗力大。②切削温度高,最高可达1000℃左右。高温合金导热系数小,仅为45#钢的1/4~1/3,刀具与工件间摩擦强烈而导热性差,故切削温度高。③加工硬化严重,表面硬度比基体硬度高50%~100%。④塑性变形大,在室温下的延伸率可达30%~50%。⑤刀具易磨损,常见的有扩散磨损、边界磨损、刀尖塑性变形、月牙洼磨损及积屑瘤。由于这些特点,切削高温合金的刀具材料应具有高的强度、高的红硬性、良好的耐磨性和韧性、高的导热性和抗粘接能力等。 

高速钢刀具材料是较早用于加工高温合金的刀具材料,现在由于加工效率等原因正被像硬质合金这样的刀具材料所替换。但在一些成形刀具以及工艺系统刚性差的条件下,采用高速钢刀具材料加工高温合金还是很好的选择。另一方面,加工效率是一种综合的评判,高速钢刀具切削速度低,在某些特定条件下其损失的效率可以通过采用大的切削深度来弥补,由于高速钢刀具材料有更高的强度和韧性,且刃口可以更锋利,产生的切削热更低,加工硬化现象更轻。 

用于加工高温合金的高速钢,常有钴高速钢、含钴超硬高速钢和粉末冶金高速钢等高性能高速钢。 

2020-03-10第一:强化材料

1、金属或合金基体相与高度弥散的、基本上不溶于基体的金属或非金属相所组成的粉末冶。

2、现代粉末冶金技术金材料。其主要特征是高温强度高和抗蠕变性能好。强化机理与沉淀强化类似。但沉淀强化合金在高于沉淀相生成温度加热时,沉淀相会发生粗化和重溶,因此使用温度受到限制。而弥散强化合金,弥散相可以稳定到基体固相线温度。弥散质点的存在改变了合金的屈服强度、加工硬化、蠕变和断裂行为。

3、高温强度,特别是蠕变速率受弥散相几何参数(即基体中质点间的间距、质点的直径、形状(长宽比))的影响。其机制既受位错绕过第二相的影响,也受晶界滑移的影响,还没有一个被普遍接受的蠕变模型。弥散相选择的一般原则是:生成自由能高,熔点高,与基体不互溶,相界能低(即界面结合良好)等。弥散相通常是氧化物,也可以是稳定的金属间化合物,甚至是纯金属。合金新材料厂家

第二:典型材料

用表面氧化法制造。SAP有很高的高温强度和抗蠕变性能,使用温度达500℃,远优于一般铝合金。它主要用于:反应堆中的核燃料包套,飞机机翼和机身,压气机叶轮,高温活塞等。
       1、铜

弥散质点一般为Al2O3,常用内氧化法制造。经弥散强化后,铜的强度、硬度得到很大的提高,导电性降低不多。它常用作电阻焊的电极,白炽灯灯丝引线,电子管零件和电子工业中的其他材料。
弥散强化材料的主要制造方法是粉末冶金法,其代表性方法分类。
        2、高温合金

最早的弥散强化镍基合金是ThO2(2%)强化镍(TD-Ni)。一般用共沉淀法制得。用湿法制得。

粉末冶金结构零件的还有用Th02强化的Ni-Mo、Ni-Co、Ni-Cr-Al等合金。机械合金化法出现之后,又发展了一系列镍基、铁基和钴基合金。已经使用的有10多种。弥散相一般为ThO2和Y203.表中列出了几个典型的合金。MA754的性质优于ThO2-Ni-Cr,已成功地用作喷气发动机叶片。MA956E是以Fe-Cr-Al为基的材料,有优越的抗氧化性和抗腐蚀性。MA6000E合金,1000h的断裂应力在800OC以上远优于TD-Ni和IN792.1100℃时,TD-Ni和IN792的1000h断裂应力只有20~30MPa,而MA6000E还有160MPa.因此MA6000E是一种好的叶片材料。
        3、其他

例如:弥散强化铅(DS-Pb),是惟一类似于SAP的例子,弥散相为PbO,主要用于声音衰减、化工器具、放射屏蔽和电池;含铝、锆的镁合金(铝和锆均溶于镁,但溶解后析出A1Zr4弥散相);金属间化合物FeAl3、FeNiAl9强化的Al-Fe合金等。

第三:材料应用

飞机发动机上的刹车片、离合器摩擦片、松孔过滤器、多孔发汗材料、含油轴承、磁铁芯、电触点、高比重合金、硬质合金和超硬耐磨零件等因含有大量非金属成分或含有连通孔隙,都不能用普通铸、锻工艺制造,只能以粉末为原料经冷压、烧结等粉末冶金工艺来制造。航空航天工业中使用的粉末冶金材料比较重要的有刹车片材料、松孔材料和高强度粉末合金三类。
        1、刹车片

刹车片是飞机机轮刹车装置的核心。现代飞机着陆速度达200公里/时以上,刹车载荷很大,刹车片表面瞬时温度可达800~1000°C,而且不允许发生粘结,以免刹车失效引起轮胎爆裂。以铁粉或铜粉为主要成分再添加摩擦和防止粘结的非金属粉末制成的粉末冶金刹车片(见图)可以满足这种要求。绝大多数军用飞机和民用机都采用粉末冶金刹车片。因为每次刹车都会发生磨损,100~500次后就需要更换刹车片,所以它是飞机上用量******的粉末冶金材料制件。
        2、松孔

即多孔渗透性粉末冶金材料。涡轮发动机润滑系统和飞行器液压操纵系统中使用的青铜或不锈钢过滤器,是防止微粒堵塞和卡滞的重要部件。金属纤维松孔材料的强度和塑性较好,可用于高温部位,如涡轮喷气发动机叶尖密封环用的高温合金毡带和火箭发动机喷注器面板、燃烧室内壁和喉部用的发汗冷却松孔材料。
        3、合金

经粉末热成形的完全致密的高温合金、铝合金和钛合金。一些现代飞机的发动机已使用了锻造的粉末高温合金涡轮盘和压气机盘。为节约粉末冶金结构零件原材料并省去锻造工序,还可以直接进行热等静压精密成形。用机械合金化方法制造的弥散强化高温合金和快速凝固粉末高温合金在1000~1050°C以上强度可以超过定向凝固合金,是制造导向叶片和涡轮叶片的好材料。
粉末铝合金主要用作飞行器和发动机结构材料。机械合金化铝合金和快速凝固粉末铝合金的强度可达700兆帕(约70公斤力/毫米)。比强度达到钛合金和超高强度钢的水平,使用温度可达250~300°C,扩大了现有铝合金的应用范围。快速凝固的铝-锂合金与变形铝合金相比,比刚度高30%,比强度高一倍,如取代铝合金可使飞行器重量减少30%以上。

粉末冶金材料有几类,根据所应用的行业选择其材料,以及形状的设计、尺寸大小、工艺要求,模具材料的选择和加工方法很重要。

2018-04-13       蒙乃尔主要用在高温或者高热高压的环境下的钢铁材料,比如用于电厂,核电,高压锅炉,高温过热器和再热器等高压高温的管道上及设备上。蒙乃尔以碳素钢,合金结构钢和不锈耐热钢做材质,经热轧(挤、扩)或冷轧(拔)而成。
       丹阳市东方合金有限公司是一个集研究、开发、生产特种合金材料的高新技术企业。公司专业生产各种合金材料,如高温合金(GH4145、GH4169、GH3030、GH3128、GH2132,In718)、耐蚀合金(Incoloy800H、Incoloy825、Inconel600、Inconel625、904L)、精密合金(Ni36、4J29、1J79)。产品广泛应用于石油化工、电站脱硫、航空航天、舰船、工业阀门、通讯电子等行业,从材料性能使用******角度,为应用领域的高温、高压、腐蚀、磨损、疲劳、蠕变等环境,提供科学的解决方案和优良的产品服务。 
   公司拥有专业先进的生产设备、检测设备,配备了真空感应炉、电渣重熔炉、热处理炉,光谱分析仪、碳硫分析仪、超声波探伤仪、金相显微镜、金属拉伸试验机、高温蠕变与持久强度试验机以及锻造、轧制、穿孔、拉拔、机加工等生产设备,在产品生产到交货的过程中,通过设备和人员对各环节的精细控制,达到供货的超质超量,实现客户******化的满意。 公司通过了ISO9001、2000质量管理体系认证,公司正在申办的证书有CE、TUV、DNV、GL、BV。 
   公司以诚信为中心,以为客户提供优质产品和满意的服务为目标,以让客户满意的程度为衡量我们成功与否的最重要的标准。

2018-07-21变形高温合金通常含有十几种元素,成份非常复杂,合金元素分别通过固溶强化、第二相强化和晶界强化等手段来提高热强性和热稳定性,通过加入铬、钴、钨、钼等高熔点元素形成固溶体,起固溶强化作用,加入钛、铝、铌、钽、铪、钒、碳等元素形成金属间化合物和碳化物,起第二相强化作用。变形高温合金用于制造燃烧室、尾喷口和部分涡轮盘、高压压气机盘等重要零件,但是在燃气涡轮发动机的两个最重要的位置涡轮导向叶片和工作叶片上,变形高温 合金已被铸造高温合金代替,在涡轮盘上开始让位于粉末高温合金。


2021-05-25镍基合金之特色:

镍基合金是超合金中应用广、强度的材料。超合金之名称即源自于材料特色。

包括:

(1)性能超优异:高温下可维持高强度,且具有优异的抗潜变、抗疲劳等机械性质,以及抗氧化和耐蚀特性与良好的塑性和 焊接性。

(2)合金添加超繁杂:镍基合金常添加十种以上之合金元素,用以增进不同环境之耐蚀性;以及固溶强化或析出强化等作用。

(3)工作环境超恶劣:镍基合金被广泛用于各种严苛之使用条件,如航天飞行引擎燃气 室的高温高压部份、核能、石油、海洋工业之结构件,耐蚀管线等。

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