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結(jié)構(gòu)組織

鐵素體相的形成:對奧氏體不銹鋼性能的影響

F相的出現(xiàn)一般都對奧氏體不銹鋼的性能帶來不利的影響:如使熱加工產(chǎn)生裂紋的傾向性增大;鋼的耐點(diǎn)蝕性下降,在諸多腐蝕環(huán)境(如尿素生產(chǎn))中耐蝕性劣化;在高溫下加長時間加熱時,F(xiàn)相會轉(zhuǎn)變?yōu)棣蚁嗍逛撟兇嗟鹊取?

含量的粗略判定

Creq=%Cr+1.5×%Si+%Mo,Nieq=%Ni+30×(%C+%N)+0.5×%Mn

鐵素體相的

根本的辦法是提高鋼中奧氏體形成元素的含量。Ni是 的元素,但是從經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā),Mn和N也受到人們的重視。特別是N,其抑制鐵素體形成的能力為Ni的30倍,同時又有改善耐蝕性和提高強(qiáng)度的作用.




傳統(tǒng)的劃分高溫合金材料可以根據(jù)以下3 種方式來進(jìn)行: 按基體元素種類、合金強(qiáng)化類型、材料成型方式來進(jìn)行劃分。
1、按基體元素種類
⑴鐵基高溫合金
鐵基高溫合金又可稱作耐熱合金鋼。 它的基體是Fe 元素,加入少量的Ni、Cr 等合金元素,耐熱合金鋼按其正火要求可分為馬氏體、奧氏體、珠光體、鐵素體耐熱鋼等。
⑵鎳基高溫合金
鎳基高溫合金的含鎳量在一半以上,適用于1 000℃以上的工作條件,采用固溶、時效的加工過程,可以使抗蠕變性能和抗壓抗屈服強(qiáng)度大幅。目前就高溫環(huán)境使用的高溫合金來分析,使用鎳基高溫合金的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鐵基和鈷基高溫合金用處。同時鎳基高溫合金也是我國產(chǎn)量、使用量的一種高溫合金. 很多渦輪發(fā)動機(jī)的渦輪葉片及燃燒室,甚至渦輪增壓器也使用鎳基合金作為制備材料。半個多世紀(jì)以來,航空發(fā)動機(jī)所應(yīng)用的高溫材料承受高溫能力從20 世紀(jì)40 年代末的750℃提高到90 年代末的1 200℃應(yīng)該說,這一巨大也促使鑄造工藝加工及表面涂層等方面快速發(fā)展。
⑶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,但由于各個鈷資源產(chǎn)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 ~ 1 000℃) 和較長時間受極限復(fù)雜應(yīng)力高溫零部件,例如航空發(fā)動機(jī)的工作葉片、渦 、燃燒室熱端部件和航天發(fā)動機(jī)等。為了獲得更優(yōu)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(yōu)越的抗熱抗疲勞性。
2、合金強(qiáng)化類型
根據(jù)合金強(qiáng)化類型,高溫合金可以分為固溶強(qiáng)化型高溫合金和時效沉淀強(qiáng)化合金。
⑴固溶強(qiáng)化型
所謂固溶強(qiáng)化型即添加一些合金元素到鐵、鎳或鈷基高溫合金中,形成單相奧氏體組織,溶質(zhì)原子使固溶體基體點(diǎn)陣發(fā)生畸變,使固溶體中滑移阻力增加而強(qiáng)化。有些溶質(zhì)原子可以降低合金系的層錯能,提高位錯分解的傾向,導(dǎo)致交滑移難于進(jìn)行,合金被強(qiáng)化,達(dá)到高溫合金強(qiáng)化的目的。
⑵時效沉淀強(qiáng)化
所謂時效沉淀強(qiáng)化即合金工件經(jīng)固溶處理,冷塑性變形后,在較高的溫度放置或室溫保持其性能的一種熱處理工藝。例如:GH4169 合金,在650℃的屈服強(qiáng)度達(dá)1 000 MPa,制作葉片的合金溫度可達(dá)950℃。




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上海秉爭實(shí)業(yè)  再說鎳基高溫合號之前,我們先來了解下鎳基高溫合金的種類、特點(diǎn)和用途:見下表
種類 表示 小分類 特點(diǎn) 用途
鎳基變形高溫合金 鎳基變形高溫合金以漢語拼音字母“GH” 加序號表示,如GH36、GH49、GH141等。 按強(qiáng)化可分為固溶強(qiáng)化鎳基變形高溫合金,弱時效強(qiáng)化鎳基變形高溫合金和強(qiáng)時效強(qiáng)化鎳基變形高溫合金3類。 鎳基變形高溫合金可采用常規(guī)的鍛、軋和等冷、熱變形手段加工成材。 鎳基變形高溫合金廣泛地用來制造噴氣發(fā)動機(jī)、各種工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)的熱端部件,如工作葉片,導(dǎo)向葉片、渦和室等。
鎳基鑄造高溫合金 以“K”加序號表示,如K1、K2等。 — 

(1)疲勞性能稍差、塑性較低、使用中組織性有所下降;
(2)存在疏松,性能波動較大。
為了減輕這些缺點(diǎn),1968年在美國首先研制了高硼低碳鎳基鑄造高溫合金。在鎳基鑄造高溫合金其他元素不變的情況下,將硼含量10~20倍,碳含量下降到0.01%~0.03%,而使合金的強(qiáng)度和塑性、疏松,了組織長期性等。這類合金已在美國實(shí)際應(yīng)用。 鎳基鑄造高溫合金用于飛機(jī)、船舶、工業(yè)和車輛用燃?xì)廨啓C(jī)的關(guān)鍵的高溫部件,如渦輪機(jī)葉片、導(dǎo)向葉片和整體渦輪等。

 

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