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高溫合金應用有哪些

發布時間:2023-08-07 17:07:44

❶ 高溫合金都有哪些用途

高溫合金主要牌號:

固溶強化型鐵基合金:

GH1015、GH1035、GH1040、GH1131、GH1140

時效硬化性鐵基合金:

GH2018、GH2036、GH2038、GH2130、GH2132、GH2135、GH2136、GH2302、GH2696

固溶強化型鎳基合金:

GH3030、GH3039、GH3044、GH3028、GH3128、GH3536、GH605,GH600

時效硬化型鎳基合金:

GH4033、GH4037、GH4043、GH4049、GH4133、GH4133B、GH4169、GH4145、GH4090

國外的高溫合金叫包含inconel系列 incoloy系列 Hastelloy系列

成分和性能

鎳基合金是高溫合金中應用最廣、高溫強度最高的一類合金。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)]相作為強化相,使合金得到有效的強化,獲得比鐵基高溫合金和鈷基高溫合金更高的高溫強度;三是含鉻的鎳基合金具有比鐵基高溫合金更好的抗yang化和抗燃氣腐蝕能力。鎳基合金含有十多種元素,其中Cr主要起抗yang化和抗腐蝕作用,其他元素主要起強化作用。根據它們的強化作用方式可分為:固溶強化元素,如鎢、鉬、鈷、鉻和釩等;沉澱強化元素,如鋁、鈦、鈮和鉭;晶界強化元素,如硼、鋯、鎂和稀土元素等。

❷ 高溫合金的物質應用

高溫合金是指以鐵、鎳、鈷為基,能在600℃以上的高溫及一定應力作用下長期工作的一類金屬材料;並具有較高的高溫強度,良好的抗氧化和抗腐蝕性能,良好的疲勞性能、斷裂韌性等綜合性能。高溫合金為單一奧氏體組織,在各種溫度下具有良好的組織穩定性和使用可靠性,基於上述性能特點,且高溫合金的合金化程度較高,又被稱為「超合金」,是廣泛應用於航空、航天、石油、化工、艦船的一種重要材料。按基體元素來分,高溫合金又分為鐵基、鎳基、鈷基等高溫合金。鐵基高溫合金使用溫度一般只能達到750~780℃,對於在更高溫度下使用的耐熱部件,則採用鎳基和難熔金屬為基的合金。 鎳基高溫合金在整個高溫合金領域佔有特殊重要的地位,它廣泛地用來製造航空噴氣發動機、各種工業燃氣輪機最熱端部件。若以150MPA-100H持久強度為標准,而目前鎳合金所能承受的最高溫度〉1100℃,而鎳合金約為950℃,鐵基的合金〈850℃,即鎳基合金相應地高出150℃至250℃左右。所以人們稱鎳合金為發動機的心臟。目前,在先進的發動機上,鎳合金已佔總重量的一半,不僅渦輪葉片及燃燒室,而且渦輪盤甚至後幾級壓氣機葉片也開始使用鎳合金。與鐵合金相比,鎳合金的優點是:工作溫度較高,組織穩定、有害相少及抗氧化腐蝕能力大。與鈷合金相比,鎳合金能在較高溫度與應力下工作,尤其是在動葉片場合。
鎳合金具有上述優點與其本身的某些卓越性能有關。鎳為面心立方體,組織非常穩定,從室溫到高溫不發生同素異型轉變;這對選作基體材料十分重要。眾所周知,奧氏體組織比鐵素體組織具有一系列的優點。
鎳具有高的化學穩定性,在500度以下幾乎不發生氧化,室溫下也不受溫氣、水及某些鹽類水溶液的作用。鎳在硫酸及鹽酸中溶解很慢,而在硝酸中溶解很快。
鎳具有很大的合金能力,甚至添加十餘種合金元素也不出現有害相,這就為改善鎳的各種性能提供潛在的可能性。
純鎳的力學性能雖不強,但塑性卻極好,尤其是低溫下塑性變化不大。

❸ 高溫合金625 應用哪些行業領域多

ALLOY625合金是以鉬鈮為主要強化元素的固溶強化型鎳基變形高溫合金,具有優良的耐腐蝕和抗氧化性能,從低溫到980攝氏度均具有良好的拉伸性能和疲勞性能,並且耐鹽霧氣氛下的應力腐蝕。因此,可廣泛用於製造航空發動機零部件、宇航結構部件和化工設備。

1.2、應用領域

●含氯化物的有機化學流程工藝的部件,尤其是在使用酸性氯化物催化劑的場合

●用於製造紙漿和造紙工業的蒸煮器和漂白池

●煙氣脫硫系統中的吸收塔、再加熱器、煙氣進口擋板、風扇(潮濕)、攪拌器、導流板以及煙道等

●用於製造應用於酸性氣體環境的設備和部件

●乙酸和乙酐反應

相近牌號、化學成分與標准

2.1、相近牌號

UNS NO6625 Inconel625(美國)、 NC22DNb(法國)、/.Nr.2.4856(德國)

2.2、執行標准

GJB 1953-1994 《航空發動機轉動件用高溫合金熱軋棒材規范》

GJB 2611-1996 《航空用高溫合金冷拉棒材規范》

GJB 2612-1996 《焊接用高溫合金冷拉絲材規范》

GJB 3020-1997 《航空用高溫合金環坯規范》

GJB 3165-1998 《航空承力件用高溫合金熱軋和鍛制棒材規范》

GJB 3782-1999 《航空用高溫合金棒材規范》

HB 5198-1982 《航空葉片用變形高溫合金棒材》

物理性能

3.1、 密度

ρ=8.4g/cm3

3.2、熔化溫度

1290~1350℃

加工和熱處理

5.1、工藝性能與要求:

GH3536合金可以通過傳統生產工藝製造和加工,適合於冷、熱加工和機加工,但由於具有高強度,冷、熱加工時需要大功率的加工設備。

5.2、加熱

1、 在熱處理之前及熱處理過程中應始終保持工件清潔。

2、 在熱處理過程中不能接觸硫、磷、鉛及其它低熔點金屬,否則材料會脆化,應注意清除諸如標記漆、溫度指示漆、彩色蠟筆、潤滑油、燃料等污物。

3、 燃料中的含硫量越低越好,天然氣中的硫含量應少於0.1%,城市煤氣中硫含量應少於0.25g/cm3,重油中硫含量應少於0.5%。

4、 考慮到溫度控制和保持清潔的需要,可以在電加熱爐中加熱,或使用氣體較純的燃氣加熱爐。

5、 也可以在箱式爐或燃氣爐中加熱,但爐氣必須潔凈並以中性至微氧化性為宜,應避免爐氣在氧化性和還原性之間波動,加熱火焰不能直接燒向工件。

5.3、熱加工

1、GH3625(GH625)的熱加工溫度范圍1150℃~900℃,冷卻方式為水淬或其他快速冷卻方式。

2、為得到zui佳性能和耐腐蝕性,熱加工後要進行退火處理。

3、 加熱時,材料可以直接送入已升溫zui高工作溫度的爐子中,保溫足夠的時間後(每100mm 的厚度需要60 分鍾保溫時間)迅速出爐,在規定的溫度范圍的高溫段進行熱加工。當材料溫度降到低於熱加工溫度時,需重新加熱。

5.4、冷加工

1、 冷加工材料應為退火態, 的加工硬化率比奧氏體鉻鎳不銹鋼大,因此需要對加工設備進行挑選。

2、 冷加工時,需進行中間退火。

3、 當加工量大於15%時,熱加工後要進行退火處理。

5.5去氧化皮及酸洗

合金的表面氧化物和焊縫周圍的焊渣的附著性比低合金不銹鋼更強,推薦使用細晶砂帶或細晶砂輪進行打磨。

❹ 高溫合金材料一般都有哪些,有什麼特點

高溫合金主要牌號:

固溶強化型鐵基合金:
GH1015、GH1035、GH1040、GH1131、GH1140
時效硬化性鐵基合金:
GH2018、GH2036、GH2038、GH2130、GH2132、GH2135、GH2136、GH2302、GH2696
固溶強化型鎳基合金:
GH3030、GH3039、GH3044、GH3028、GH3128、GH3536、GH605,GH600
時效硬化型鎳基合金:
GH4033、GH4037、GH4043、GH4049、GH4133、GH4133B、GH4169、GH4145、GH4090

國外的高溫合金叫包含inconel系列 incoloy系列 Hastelloy系列

製造工藝/高溫合金

不含或少含鋁、鈦的高溫合金,一般採用電弧爐或非真空感應爐冶煉。含鋁、鈦高的高溫合金如在大氣中熔煉時,元素燒損不易控制,氣體和夾雜物進入較多,所以應採用真空冶煉。為了進一步降低夾雜物的含量,改善夾雜物的分布狀態和鑄錠的結晶組織,可採用冶煉和二次重熔相結合的雙聯工藝。冶煉的主要手段有電弧爐、真空感應爐和非真空感應爐;重熔的主要手段有真空自耗爐和電渣爐。

固溶強化型合金和含鋁、鈦低(鋁和鈦的總量約小於4.5%)的合金錠可採用鍛造開坯;含鋁、鈦高的合金一般要採用擠壓或軋制開坯,然後熱軋成材,有些產品需進一步冷軋或冷拔。直徑較大的合金錠或餅材需用水壓機或快鍛液壓機鍛造。

合金化程度較高、不易變形的合金,目前廣泛採用精密鑄造成型,例如鑄造渦輪葉片和導向葉片。為了減少或消除鑄造合金中垂直於應力軸的晶界和減少或消除疏鬆,近年來又發展出定向結晶工藝。這種工藝是在合金凝固過程中使晶粒沿一個結晶方向生長,以得到無橫向晶界的平行柱狀晶。實現定向結晶的首要工藝條件是在液相線和固相線之間建立並保持足夠大的軸向溫度梯度和良好的軸向散熱條件。此外,為了消除全部晶界,還需研究單晶葉片的製造工藝。

粉末冶金工藝,主要用以生產沉澱強化型和氧化物彌散強化型高溫合金。這種工藝可使一般不能變形的鑄造高溫合金獲得可塑性甚至超塑性

綜合處理高溫合金的性能同合金的組織有密切關系,而組織是受金屬熱處理控制的。高溫合金一般需經過熱處理。沉澱強化型合金通常經過固溶處理和時效處理。固溶強化型合金只經過固溶處理。有些合金在時效處理前還要經過一兩次中間處理。固溶處理首先是為了使第二相溶入合金基體,以

便在時效處理時使γ、碳化物(鈷基合金)等強化相均勻析出,其次是為了獲得適宜的晶粒度以保證高溫蠕變和持久性能。

固溶處理溫度一般為1040~1220℃。目前廣泛應用的合金,在時效處理前多經過1050~1100℃中間處理。中間處理的主要作用是在晶界析出碳化物和γ膜以改善晶界狀態,與此同時有的合金還析出一些顆粒較大的γ相與時效處理時析出的細小γ相形成合理搭配。時效處理的目的是使過飽和固溶體均勻析出γ相或碳化物(鈷基合金)以提高高溫強度,時效處理溫度一般為700~1000℃。

❺ 高溫合金 什麼是高溫合金

一、變形高溫合金

變形高溫合金是指可以進行熱、冷變形加工,工作溫度范圍-253~1320℃,具有良好的力學性能和綜合的強、韌性指標,具有較高的抗氧化、抗腐蝕性能的一類合金。按其熱處理工藝可分為固溶強化型合金和時效強化型合金。

1、固溶強化型合金

使用溫度范圍為900~1300℃,最高抗氧化溫度達1320℃。例如GH128合金,室溫拉伸強度為850MPa、屈服強度為350MPa;1000℃拉伸強度為140MPa、延伸率為85%,1000℃、30MPa應力的持久壽命為200小時、延伸率40%。固溶合金一般用於製作航空、航天發動機燃燒室、機匣等部件。

2、時效強化型合金

使用溫度為-253~950℃,一般用於製作航空、航天發動機的渦輪盤與葉片等結構件。製作渦輪盤的合金工作溫度為-253~700℃,要求具有良好的高低溫強度和抗疲勞性能。 例如:GH4169合金,在650℃的最高屈服強度達1000MPa;製作葉片的合金溫度可達950℃,例如:GH220合金,950℃的拉伸強度為490MPa,940℃、200MPa的持久壽命大於40小時。

變形高溫合金主要為航天、航空、核能、石油民用工業提供結構鍛件、餅材、環件、棒材、板材、管材、帶材和絲材。

二、鑄造高溫合金

鑄造高溫合金是指可以或只能用鑄造方法成型零件的一類高溫合金。其主要特點是:

1. 具有更寬的成分范圍 由於可不必兼顧其變形加工性能,合金的設計可以集中考慮優化其使用性能。如對於鎳基高溫合金,可通過調整成分使γ』含量達60%或更高,從而在高達合金熔點85%的溫度下,合金仍能保持優良性能。

2. 具有更廣闊的應用領域 由於鑄造方法具有的特殊優點,可根據零件的使用需要,設計、製造出近終形或無餘量的具有任意復雜結構和形狀的高溫合金鑄件。

根據鑄造合金的使用溫度,可以分為以下三類:

第一類:在-253~650℃使用的等軸晶鑄造高溫合金 這類合金在很大的范圍溫度內具有良好的綜合性能,特別是在低溫下能保持強度和塑性均不下降。如在航空、航天發動機上用量較大的K4169合金,其650℃拉伸強度為1000MPa、屈服強度850MPa、拉伸塑性15%;650℃,620MPa應力下的持久壽命為200小時。已用於製作航空發動機中的擴壓器機匣及航天發動機中各種泵用復雜結構件等。

第二類:在650~950 ℃使用的等軸晶鑄造高溫合金 這類合金在高溫下有較高的力學性能及抗熱腐蝕性能。例如K419合金,950℃時,拉伸強度大於700MPa、拉伸塑性大於6%;950℃,200小時的持久強度極限大於230MPa。這類合金適於用航空發動機渦輪葉片、導向葉片及整鑄渦輪。

第三類: 在950~1100℃使用的定向凝固柱晶和單晶高溫合金 這類合金在此溫度范圍內具有優良的綜合性能和抗氧化、抗熱腐蝕性能。例如DD402單晶合金,1100℃、130MPa的應力下持久壽命大於100小時。這是國內使用溫度最高的渦輪葉片材料,適用於製作新型高性能發動機的一級渦輪葉片。

隨著精密鑄造工藝技術的不斷提高,新的特殊工藝也不斷出現。細晶鑄造技術、定向凝固技術、復雜薄壁結構件的CA技術等都鑄造高溫合金水平大大提高,應用范圍不斷提高。

三、粉末冶金高溫合金

採用霧化高溫合金粉末,經熱等靜壓成型或熱等靜壓後再經鍛造成型的生產工藝製造出高溫合金粉末的產品。採用粉末冶金工藝,由於粉末顆粒細小,冷卻速度快,從而成分均勻,無宏觀偏析,而且晶粒細小,熱加工性能好,金屬利用率高,成本低,尤其是合金的屈服強度和疲勞性能有較大的提高。

FGH95粉末冶金高溫合金,650℃拉伸強度1500MPa;1034MPa應力下持久壽命大於50小時,是當前在650℃工作條件下強度水平最高的一種盤件粉末冶金高溫合金。粉末冶金高溫合金可以滿足應力水平較高的發動機的使用要求,是高推重比發動機渦輪盤、壓氣機盤和渦輪擋板等高溫部件的選擇材料。

四、氧化物彌散強化(ODS)合金

是採用獨特的機械合金化(MA)工藝,超細的(小於50nm)在高溫下具有超穩定的氧化物彌散強化相均勻地分散於合金基體中,而形成的一種特殊的高溫合金。其合金強度在接近合金本身熔點的條件下仍可維持,具有優良的高溫蠕變性能、優越的高溫抗氧化性能、抗碳、硫腐蝕性能。

目前已實現商業化生產的主要有三種ODS合金:

MA956合金 在氧化氣氛下使用溫度可達1350℃,居高溫合金抗氧化、抗碳、硫腐蝕之首位。可用於航空發動機燃燒室內襯。

MA754合金 在氧化氣氛下使用溫度可達1250℃並保持相當高的高溫強度、耐中鹼玻璃腐蝕。現已用於製作航空發動機導向器環和導向葉片。

MA6000合金 在1100℃拉伸強度為222MPa、屈服強度為192MPa;1100℃,1000小時持久強度為127MPa,居高溫合金之首位,可用於航空發動機葉片。

五、金屬間化合物高溫材料

金屬間化合物高溫材料是近期研究開發的一類有重要應用前景的、輕比重高溫材料。十幾年來,對金屬間化合物的基礎性研究、合金設計、工藝流程的開發以及應用研究已經成熟,尤其在Ti-Al、Ni-Al和Fe-Al系材料的制備加工技術、韌化和強化、力學性能以及應用研究方面取得了令人矚目的成就。

Ti3Al基合金(TAC-1),TiAl基合金(TAC-2)以及Ti2AlNb基合金具有低密度(3.8~5.8g/cm3)、高溫高強度、高鋼以及優異的抗氧化、抗蠕變等優點,可以使結構件減重35~50%。 Ni3Al基合金,MX-246具有很好的耐腐蝕、耐磨損和耐氣蝕性能,展示出極好的應用前景。Fe3Al基合金具有良好的抗氧化耐磨蝕性能,在中溫(小於600℃)有較高強度,成本低,是一種可以部分取代不銹鋼的新材料。

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