中文名 | 鐵基高溫合金 | 外文名 | High-temperature alloy |
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所屬品牌 | 美國牌號(hào) 16-25-6(Fe-25Ni-16Cr-6Mo)為代表的加工硬化型奧氏體耐熱鋼 | 材????料 | 鐵為基體、含一定量鉻和鎳 |
用????途 | 抗氧化、抗燃?xì)飧g的材料 |
鐵基高溫合金中的鎳是形成和穩(wěn)定奧氏體的主要元素,并在時(shí)效處理過程中形成Ni3(Ti、Al)沉淀強(qiáng)化相。鉻主要用來提高抗氧化性、抗燃?xì)飧g性。鉬、鎢用來強(qiáng)化固溶體。鋁、鈦、鈮用于沉淀強(qiáng)化。碳、硼、鋯等元素則用于強(qiáng)化晶界。鐵基高溫合金按制造工藝可分為變形高溫合金和鑄造高溫合金,按強(qiáng)化方式可分為加工硬化型、固溶強(qiáng)化型和沉淀強(qiáng)化型高溫合金(見金屬的強(qiáng)化)。一些典型的鐵基高溫合金的成分和性能見表。組織 鐵基高溫合金的基體為奧氏體,主要的沉淀強(qiáng)化相有γ'【Ni3(Ti、Al)】和γ"(Ni3Nb)相兩類。此外,還有微量碳化物、硼化物、Laves(如Fe2Mo)相和δ相等。與鎳基高溫合金組織相比,鐵基合金中相組織較復(fù)雜,穩(wěn)定性較差,容易析出η(如Ni3Ti)、σ(如FexCry)、G(如Fe6Ni16Si7)、μ(如Fe7Mo6)和Laves等有害相(見合金相)。幾種典型合金的組織見。
合金的熱處理主要是固溶處理和時(shí)效處理,以獲得合適的晶粒度,分布合理和大小適宜的強(qiáng)化相,有利的晶界狀態(tài),使合金具有良好的綜合性能。例如,用于制造渦輪盤件的材料,晶粒度一般在4~5級(jí);γ'相大小約為100~500┱,均勻分布于基體;晶界有分布均勻的球化了的析出相(如碳化物、Laves相等)。
鐵基高溫合金是從奧氏體不銹鋼發(fā)展起來的。40年代,發(fā)現(xiàn)18-8型不銹鋼中加入鉬、鈮、鈦等元素可提高這種鋼在500~700℃條件下的持久強(qiáng)度,從而制成以美國牌號(hào) 16-25-6(Fe-25Ni-16Cr-6Mo)為代表的加工硬化型奧氏體耐熱鋼。為了適應(yīng)航空工業(yè)對(duì)耐高溫材料的需要,發(fā)展出一系列沉淀強(qiáng)化型Fe-Ni-Cr系、Fe-Ni-Co-Cr系高溫合金,如A286、Incoloy 901等。第二次世界大戰(zhàn)期間,德、日等國迫于戰(zhàn)爭(zhēng)需要和鎳資源缺乏,發(fā)展出Fe-Cr-Mn系、Fe-Ni-Cr-Mn系高溫合金。這樣就逐步形成鐵基高溫合金系列。50年代,美國為節(jié)約鎳資源還研制出無鎳的AF-71(Fe-Cr-Mn系)合金,用于制造燃?xì)廨啓C(jī)部件。中國結(jié)合本國資源條件,于50年代末開始研制鐵基合金,發(fā)展出一系列Fe-Ni-Cr系固溶強(qiáng)化型、沉淀強(qiáng)化型的高溫合金,如GH140、GH130、GH135、K13、K14等。
鐵基高溫合金,鎳基高溫合金鈷基高溫合金耐熱性哪個(gè)最好
鈷基高溫合金耐熱性最好一般鈷基高溫合金缺少共格的強(qiáng)化相,雖然中溫強(qiáng)度低(只有鎳基合金的50-75%),但在高于980℃時(shí)具有較高的強(qiáng)度、良好的抗熱疲勞、抗熱腐蝕和耐磨蝕性能,且有較好的焊接性。適于制作...
鎳基高溫合金 合金牌號(hào) 國外同類 合金 材 ...
固溶強(qiáng)化型鐵基合金: GH1015、GH1035、GH1040、GH1131、GH1140 時(shí)效硬化性鐵基合金: GH2018、GH2036、GH2038、GH2130、GH2132、GH2135、G...
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我廠在鉆削GH302鐵基高溫合金、厚為6毫米、φ5.8通孔時(shí),用普通鉆頭不易加工,經(jīng)常燒壞鉆頭,為此,設(shè)計(jì)制造了如圖所示鉆頭。經(jīng)使用效果較好,大大提高了生產(chǎn)效率。加工高溫合金要求鉆
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鎳基高溫合金綜述 鎳基合金應(yīng)用領(lǐng)域 :航空航天 ,核工程、能源動(dòng)力、交通運(yùn)論、油氣開 發(fā)、石油化工,海洋工程、治金工業(yè)、治金行業(yè) ? 航空發(fā)動(dòng)機(jī)和工業(yè) 燃?xì)廨啓C(jī)渦輪葉片等熱端部件的主要用材。 目前廣應(yīng)用于渦輪機(jī)的熱 端機(jī)部件。渦輪部分的工作葉片導(dǎo)向熱片、渦輪盤、燃燒室等高溫部 件。 鎳基合金性能:高溫合金是以鐵 -鎳-鈷為基體的一類高溫結(jié)構(gòu)材料, 可以在 600℃以上高溫環(huán)境服役,并能承受苛刻的機(jī)械應(yīng)力、高溫合 金具有良好的高溫強(qiáng)度、 良好的抗氧化和抗熱腐蝕性能、 優(yōu)異的蠕變 與疲勞抗力、良好的組織穩(wěn)定性和使用可靠性。 適合長時(shí)間在高溫下 工作、耐磨蝕。鎳基合金不僅在諸多工業(yè)腐蝕環(huán)境中具有獨(dú)特的抗腐 蝕甚至抗高溫腐使性能 ,而且具有強(qiáng)度高、塑韌性好 ,可治煉、鑄造、 冷熱變形、加工成型和悍接等性能。 鎳基合金組成成分 :鎳基高溫合金通常含有 Cr、Co、W、Mo、Re、Al、 Ti、Nb、
時(shí)效強(qiáng)化型鐵基高溫合金的化學(xué)成分比較復(fù)雜,含有較多的能形成化合物的合金元素其組織為奧氏體加數(shù)量較多的化合物,可通過固溶 時(shí)效處理使合金的熱強(qiáng)性得到大大提高常用牌號(hào)有GH2036、GH2132、GH2135等。
通過時(shí)效處理時(shí)析出第二相而得以強(qiáng)化的鐵基高溫合金。時(shí)效時(shí)析出的第二相主要是Ni3Al或Ni3(Al、Ti)型的 γ’相,有時(shí)也有Ni3Nb型的γ”相(見高溫合金材料的金屬問化合物相),這些都是有序的金屬間化合物,因此有時(shí)也把這類合金稱為金屬間化合物強(qiáng)化的鐵基變形高溫合金或沉淀強(qiáng)化鐵基高溫合金。
鐵基變形高溫合金中,鐵總量最高只能達(dá)到20%左右,再增高鋁、鈦總量會(huì)使鐵基體失穩(wěn),反而使性能惡化。這就限制了鐵基高溫合金進(jìn)一步強(qiáng)化,只能在750℃左右的中溫下使用。增加鎳含量是一個(gè)方向。美國開發(fā)的Inconel718合金中鎳含量超過了50%,鐵含量已下降到20%左右,受傳統(tǒng)習(xí)慣影響,仍稱之為鐵基變形高溫合金,實(shí)際上已成為鐵鎳鉻基變形高溫合金,有時(shí)歸入鎳基變形高溫合金。通過細(xì)化晶粒和加鎂微合金化等強(qiáng)韌化手段,改善和消除低塑性和持久缺口敏感性是當(dāng)前鐵基變形高溫合金發(fā)展中一個(gè)重要方向。
鎳基合金是高溫合金中應(yīng)用最廣、高溫強(qiáng)度最高的一類合金。其主要原因,一是鎳基合金中可以溶解較多合金元素,且能保持較好的組織穩(wěn)定性;二是可以形成共格有序的 A3B型金屬間化合物γ'[Ni3(Al,Ti)]相作為強(qiáng)化相,使合金得到有效的強(qiáng)化,獲得比鐵基高溫合金和鈷基高溫合金更高的高溫強(qiáng)度;三是含鉻的鎳基合金具有比鐵基高溫合金更好的抗氧化和抗燃?xì)飧g能力。鎳基合金含有十多種元素,其中Cr主要起抗氧化和抗腐蝕作用,其他元素主要起強(qiáng)化作用。根據(jù)它們的強(qiáng)化作用方式可分為:固溶強(qiáng)化元素,如鎢、鉬、鈷、鉻和釩等;沉淀強(qiáng)化元素,如鋁、鈦、鈮和鉭;晶界強(qiáng)化元素,如硼、鋯、鎂和稀土元素等。
鎳基高溫合金按強(qiáng)化方式有固溶強(qiáng)化型合金和沉淀強(qiáng)化型合金。
·固溶強(qiáng)化型合金
具有一定的高溫強(qiáng)度,良好的抗氧化,抗熱腐蝕,抗冷、熱疲勞性能,并有良好的塑性和焊接性等,可用于制造工作溫度較高、承受應(yīng)力不大(每平方毫米幾公斤力,見表1)的部件,如燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室。
·沉淀強(qiáng)化型合金
通常綜合采用固溶強(qiáng)化、沉淀強(qiáng)化和晶界強(qiáng)化三種強(qiáng)化方式,因而具有良好的高溫蠕變強(qiáng)度、抗疲勞性能、抗氧化和抗熱腐蝕性能,可用于制作高溫下承受應(yīng)力較高(每平方毫米十幾公斤力以上,見表2) 的部件,如燃?xì)廨啓C(jī)的渦輪葉片、渦輪盤等。
鉬系高碳含鈷超硬型高速工具鋼,硬度高,可達(dá)63HRC,熱硬性好,高溫硬度高,容易磨削。用該鋼制造的切削工具,可以切削鐵基高溫合金、鑄造高溫合金、鈦合金和超高強(qiáng)度鋼等,但韌性稍差,淬火時(shí)溫度應(yīng)采用下限。由于可磨削性能好,所以可用來制造各種高精度復(fù)雜刀具。