高溫合金主要分類:按基體元素種類,鈷基高溫合金,鈷基高溫合金是以鈷為基體,鈷含量大約占60%,同時需要加入Cr、Ni等元素來提升高溫合金的耐熱性能,雖然這種高溫合金耐熱性能較好,但由于各個國家鈷資源產量比較少,加工比較困難,因此用量不多。通常用于高溫條件(600~1000℃)和較長時間受極限復雜應力高溫零部件,例如航空發動機的工作葉片、渦輪盤、燃燒室熱端部件和航天發動機等。為了獲得更優良的耐熱性能,一般條件下要在制備時添加元素如W、MO、Ti、Al、Co,以保證其優越的抗熱抗疲勞性。鈷基高溫合金根據合金中成分不同,它們可以制成焊絲,粉末用于硬面堆焊,熱噴涂、噴焊等工。2j4永磁合金制作費用
高溫合金為何難加工?熱導率低,加工過程中切削溫度高,切削高溫合金時,產生較大的塑性變形,工件間有強烈摩擦,切削力大,因此產生大量的切削熱。因高溫合金的導熱系數很低,所以高溫合金的散熱性很差,大部分削熱集中在切削區,使切削溫度升高,一般可達到1000℃。高溫不僅會加劇擴散磨損和氧化磨損,也會使上件產生變形,造成尺寸精度小易控制。在磨削高溫合金的過程中,砂輪磨粒頂部表面極易與高溫合金黏附,使黏附在磨粒上的金屬層與被磨零件表面接觸,摩擦因數增大,再加上磨削高溫合金時所消耗的變形功比磨削普通鋼料時高,磨削熱量高,而材料本身的導熱率低,因而使磨削熱集中在被磨工件表層,使磨削溫度高。磨削高溫合金的磨削溫度大約比磨削普通鋼料高200℃左右。磨削高溫合金時所產生的大量磨削熱會造成零件表面燒龜裂,使零件表面完整性變差。1j34軟磁合金采購高溫合金主要應用于航空航天領域和能源領域。
高溫合金的焊接工藝:鎢極惰性氣體保護焊(TIG),鎢極惰性氣體保護焊(TIG,TungstenInertGasWelding),又稱為非熔化極惰性氣體鎢極保護焊。固溶強化高溫合金的焊接性良好,采用較小的焊接熱輸入量可避免結晶裂紋,獲得良好質量的接頭。沉淀強化型高溫合金的焊接性較差,需嚴格控制焊接工藝。焊接材料,固溶強化型和鋁鈦含量較低的沉淀強化型高溫合金,選用與母材化學成分相同或相近的焊絲,獲得與母材性能相近的接頭;鋁鈦含量較高的沉淀強化型高溫合金或拘束度大的焊件,為防止裂紋,應選擇抗裂性好的Ni-Cr-Mo系合金焊絲。
鎂釷系耐熱合金以鎂為基、以釷為基本合金化組元、抗蠕變性能良好的耐熱鎂合金。20世紀30年代后期,德國人索爾沃爾德(F.Sauerwald)發現釷可明顯提高鎂的抗蠕變性能。第二次世界大戰后的幾年內,美國道化學公司(DowChemicalCompary)相繼研究出鑄造、變形通用的HK31A合金和擠壓的HM31A合金兩個工業合金。中國20世紀60年代完成了鎂釷系耐熱合金的試驗室研究。鎂釷系合金可熱處理強化、耐蝕、對應力腐蝕極不敏感,焊接性能好(焊接系數為0.75~0.85,焊后不需退火消除應力),室溫強度中等,抗蠕變性能優于其他鎂合金。由于鎂釷系合金生產工藝復雜、釷有放射性、防護措施極嚴和成本高,從而限制了鎂釷系合金的應用與發展,只用作航空、航天飛行器的耐熱結構件。鎳基高溫合金可以用來制造航空噴氣發動機、各種工業燃氣輪機較熱端部件。
高溫合金能承受高溫的原理是什么?(1)優異的、綜合性的高溫力學性能。也就是說要求材料具有優良的抗蠕變性能,足夠的高溫持久強度,良好的高溫疲勞性能,適當的高溫塑性等,以保證金屬材料在服役期間內安全工作,具備應有的使用壽命。(2)在相應的工作環境中具有良好的耐高溫腐蝕性能。也就是說,在受力或不受力的高溫工作環境中,能耐高溫氧化或耐高溫毓化,或耐混含氣氛中的高溫腐蝕等性能。能達到設計要求的使用壽命,保證不因高溫腐蝕而使材料遭受破壞。高溫合金具有中等的持久和蠕變強度。HastelloyC-2000哈氏合金生產廠
鐵基高溫合金對于在更高溫度下使用的耐熱部件,則采用鎳基和難熔金屬為基的合金。2j4永磁合金制作費用
單晶葉片表面通常有大量氣膜孔用來加速葉片冷卻從而提高其耐溫性能,但是在這些氣膜孔的邊緣存在較大的應力集中。在單晶葉片服役過程中,表面應力集中區域會萌生大量細小的微裂紋。在高溫高應力工作環境下微裂紋沿著特定方向持續擴展,逐漸聚集成較大的裂紋。對裂紋擴展行為的深入研究發現,單晶高溫合金中的熱疲勞裂紋的擴展方向與枝晶的生長方向呈45°角,而且在熱循環下限溫度不變的情況下隨著上限溫度的提高,熱疲勞裂紋的萌生壽命縮短而擴展速率提高;在熱機械疲勞試驗中,裂紋通常沿局部區域滑移帶在面內向合金內部延伸擴展。2j4永磁合金制作費用