1.高温合金材料加工的特点有哪些

2.金属基复合材料的分类

钛基高温合金价位_钛基高温合金价位多少

钛是在20世纪50年代的重要结构金属开发的,因为钛具有比强度高,耐腐蚀性好,而且耐热性高,被广泛地应用于各个领域。许多国家都认识到铲合金材料世界的重要性,有自己的研究和开发,并得到了应用。

第一个实用的钛合金是美国于1954年研制成功的Ti-6Al-4V合金,由于其耐热性,强度,塑性,韧性,成形性,可焊性,耐蚀性和生物相容性好,并成为行业的王牌钛合金,75%量的合金,以85%占全部钛合金。许多其它的可以看成是钛合金的Ti-6Al-4V合金。

20世纪50至60年代,是高温钛及钛合金机身结构在飞机发动机中使用的发展,20世纪70年代开发了一些耐蚀合金,自20世纪80年代,耐腐蚀性和高强度钛合金合金钛得到进一步发展。耐高温钛合金400℃从20世纪50年代到20世纪90年代600650℃。出现A2(Ti3Al金属)和r(TiAl金属)基合金,钛推进发动机使用的发动机是冷的一侧(风扇和压缩机)连接到发动机(涡轮机)方向上的热端部。结构性发展高强度的钛合金,高塑性,高强度和高韧性,高模量和高损伤容限的方向。

另外,自20世纪70年代,甚至有一个钛镍,钛,镍铁,钛镍铌形状记忆合金等,并得到日益广泛的应用在工程了。

目前,世界上已开发出上百种钛,最值得注意的是20至30多种合金,如Ti-6AL-4V的Ti-5Al合金-2.5Sn,钛除2A1-2.5Zr的Ti-32Mo的,钛钼镍,钛,钯,SP-700的Ti-6242的Ti-1023的Ti-10-5-3的Ti-1023,BT9,BT20,IMI829,IMI834等[2,4]。

钛合金可α,α+β,β型钛合金和铝合金的金属化合物(TixAl,其中x = 1)4之间进行划分。

2。钛BR近年来的新进展,国家正在开发新型的低成本,高性能合金,钛合金进入民用努力,做出了积极的产业具有巨大的市场潜力。新进展国内钛合金主要体现在以下几个方面。

(1)高温钛合金。

成功开发了世界上第一个高温钛合金为Ti-6AL-4V,为300-350℃使用温度。随后使用其他合金的温度为400℃IMI550,BT3-1等合金,以及IMI679 450500℃的温度,IMI685的Ti-6246,的Ti-6242和发展。已在新型高温钛合金的军用和民用飞机发动机已成功应用于具有英国IMI829,IMI834合金;美国的Ti-1100合金制成;俄罗斯BT18Y,BT3金。表7作为新的国家的高温钛合金最高温度[26]的一部分。

国外近年来用快速凝固/粉末冶金技术,纤维或颗粒增强开发作为高温钛合金钛,钛合金的方向上的复合材料,这样的温度可提高到650℃以上[1, 27,29,31]。美国麦道公司用快速凝固/粉末冶金技术戚成功开发出高纯度的钛的密度高,其在当前室温[26]用760℃同等强度钛合金的强度。

(2)钛,铝,钛系化合物。

用一般钛合金,钛,铝,钠 - 基化合物Ti3Al金属(α2)和TiAl金属(γ)金属间化合物的最大优点是具有良好的温度性能(最高温度为816和982℃),抗氧化能力相比,良好的抗蠕变性和重量轻(密度仅为镍基高温合金的1/2)时,这些优点使得它在航空发动机和最具有竞争力的材料在将来飞机结构部件[26]。

目前,有两种Ti3Al金属基钛合金的Ti-21Nb-14Al和Ti-24Al-14NB-#V-0.5Mo钢开始批量生产在美国。其他最近的发展有Ti3Al金属基钛的Ti-24Al-11NB,Ti25Al-17Nb-1Mo钢和Ti-25AL-10NB-3V-1Mo钢等[29]。 TiAl金属(γ)在关注钛的Ti-(46-52)的Al-(1-10)M(原子数%),其中M是V,铬,锰,铌,锰,钼的基料组合物的范围和W为至少一种元素。最近,TiAl3钛基开始引起人们的注意,如Ti-65Al-10Ni系合金[1]。

(3)高强度和高韧性的β型钛合金。

β型钛合金最早是50年代中期由美国坩埚公司研制的B120VCA合金(钛-13V-11Cr-3Al的)。 β型钛合金具有良好的冷加工性,容易伪造,可按热轧,焊接,通过解决方案 - 获得较高的机械性能,良好的耐环境性和良好的强度和断裂韧性与老化。新型β型钛合金的高强度和高韧性最具代表性的有以下几种[26,30]:

Ti1023(TI-10V-2FE-#人),合金常用于飞机结构件用的30CrMnSiA相当高强度结构钢的性能,优异的锻造性能;

Ti153(TI-15V-3CR-3Al的-3SN),合金比纯商业,室温拉伸强度更好的耐老化达1000MPa的后上方的冷加工性;

β21S(TI-15MO-3Al的-2.7Nb-0.2Si),一种新的抗氧化合金是钛金属所开发的美国公司的Timet段,超高强度钛合金,具有抗氧化性能好,耐,冷热加工性能,可制成箔0.064毫米厚度;

日本钢管公司(NKK)成功的SP-700(的Ti-4.5Al-3V-2MO-2FE)钛,高强度合金,超塑延伸率可达2000%,和超塑性成形温度比发展TI-6AL-4V低140℃,可替代的Ti-6Al-4V合金超塑性成形 - 扩散连接(SPF / DB)技术制造各种航空零部件的;

俄罗斯开发的BT-22(TI-5V-5MO-1CR-5Al合金),可达1105MPA以上

拉伸强度(4)耐钛合金。传统的钛合金具有在一定烷基燃烧条件的倾向,这大大限制了其应用。对于这样的情况下,各国纷纷推出了阻燃钛合金的研究,并取得了一定的突破。羌国研制的合金C(也称为的Ti-1720),50Ti-35V-的15Cr(质量分数)的名义成分,是一种持续燃烧不敏感的阻燃钛合金的,已用于F119发动机。 BTT-1和BTT-3阻燃俄罗斯钛开发,无论是钛铜铝合金,具有很好的热变形过程中的表现,这是提供复杂的零件[26]。

(5)医疗钛。

钛无毒,高,重量轻,强度大,具有优异的生物相容性,是理想的医用金属材料,可以用作植入物的人体植入等。目前,在医疗领域仍然被广泛使用的Ti-6AL-4V ELI合金。但后者会析出极少量钒和铝离子,降低其适应性和细胞可能对人体造成危害,这个问题已经在医学界引起广泛关注。强国家早在80年代中期在20世纪开始发展非铝,无钒,具有生物相容性的钛合金,这是用于骨科手术。日本,英国也做了很多的研究工作,取得了一些新的进展。例如,日本已开发了具有优异的生物相容性,其中的Ti-15Zr-4Nb_4ta-0.2Pd的Ti-15Zr-4NB-ATA-0.2Pd-0.200.05N的Ti-15SN-4NB,一系列α+β钛合金2TA-0.2Pd和Ti-15SN-4NB-2TA-0.2Pd-0.20,这些合金的腐蚀强度,疲劳强度和耐腐蚀性能均优于钛6Al-4V ELI。与α+β钛合金,β钛合金具有更高的强度几乎水,更好的性能和冲击韧性,更适于作为植入人体的植入物相比较。在美国,有五种β钛合金被推荐到医疗领域,即TMZFTM(TI-12MO-^的Zr-2FE)的Ti-13NB-13Zr,Timetal 21SRx(TI-15MO-2.5Nb-0.2 SI),Tiadyne 1610(TI-16NB-9.5Hf)和Ti-15MO。预计在不久的将来,弹性和良好的成形性和钛鲁医学领域的耐腐蚀性这样的高强度,低模量有可能取代目前广泛使用的Ti-6AL-4V ELI合金[28,32]。

高温合金材料加工的特点有哪些

高温合金GH4169和GH4145是高温弹簧常用牌号,对于普通弹簧钢来说贵很多。看下资料是否合适。

gh4169材料的性能具有以下特性

●易加工性

●在700℃时具有高的抗拉强度、疲劳强度、抗蠕变强度和断裂强度

●在1000℃时具有高抗氧化性

●在低温下具有稳定的化学性能

●良好的焊接性能

GH4169合金是含铌、钼的沉淀硬化型镍铬铁合金,在650℃以下时具有高强度、良好的韧性以及在高低温环境均具有耐腐蚀性。供货状态可以是固溶处理或沉淀硬化态。

应用领域

由于在700℃时具有高温强度和优秀的耐腐蚀性能、易加工性,可广泛应用于各种高要求的场合。●汽轮机●液体燃料火箭

●低温工程

●酸性环境

●核工程

相近牌号

GH4169、GH169(中国)、NC19FeNb(法国)、NiCr19Fe19Nb5Mo3(德国)、NA 51(英国)Inconel718、UNS NO7718(美国)?NiCr19Nb5Mo3(ISO)

物理性能密度

密度ρ=8.24g/cm3

熔化温度范围

熔化温度范围1260~1320℃

加工和热处理

GH4169合金在机械加工领域属难加工材料。

预热

工件在加热之前和加热过程中都必须进行表面清理,保持表面清洁。若加热环境含有硫、磷、铅或其他低熔点金属,Inconel718合金将变脆。杂质来源于做标记的油漆、粉笔、润滑油、水、燃料等。燃料的硫含量要低,如液化气和天然气的杂质含量要低于0.1%,城市煤气的硫含量要低于0.25g/m3,石油气的硫含量低于0.5%是理想的。

加热的电炉最好要具有较精确的控温能力,炉气必须为中性或弱碱性,应避免炉气成分在氧化性和还原性中波动。

热加工

GH4169合金合适的热加工温度为1120-900℃,冷却方式可以是水淬或其他快速冷却方式,热加工后应及时退火以保证得到最佳的性能。热加工时材料应加热到加工温度的上限,为了保证加工时的塑性,变形量达到20%时的终加工温度不应低于960℃。

冷加工

冷加工应在固溶处理后进行,GH4169的加工硬化率大于奥氏体不锈钢,因此加工设备应作相应调整,并且在冷加工过程中应有中间退火过程。

热处理

不同的固溶处理和时效处理工艺会得到不同的材料性能。由于γ”相的扩散速率较低,所以通过长时间的时效处理能使GH4169合金获得最佳的机械性能。

打磨

在Inconel718工件焊缝附近的氧化物要比不锈钢的更难以去除,需要用细砂带打磨,在硝酸和氢氟酸的混合酸中酸洗之前,也要用砂纸去除氧化物或进行盐浴预处理。

机加工

GH4169的机加工需在固溶处理后进行,要考虑到材料的加工硬化性,与奥氏体不锈钢不同的是,?GH4169适合用低表面切削速度。

焊接

沉淀硬化型的GH4169合金很适合于焊接,无焊后开裂倾向。适焊性、易加工性、高强度是这种材料的几大优点。

GH4169适合于电弧焊、等离子焊等。在焊接前,材料表面要洁净、无油污、无粉笔记号等,焊缝周围25mm 范围内要打磨露出光亮的金属。

金属基复合材料的分类

一、概述

NS112是一种与Incoloy 800同系列的全奥氏体低碳的镍-铁-铬合金,该合金中的钴含量可以严格控制在0.01%以下。NS112能耐很多腐蚀介质腐蚀。其较高的镍含量使其在水性腐蚀条件具有很好的抗应力腐蚀开裂性能。高铬含量使之具有更好的耐点腐蚀和缝隙腐蚀开裂性能。该合金具有很好的耐硝酸、有机酸腐蚀性,但是在硫酸和盐酸中的耐腐蚀性有限。除了在卤化物有可能发生点腐蚀外,在氧化性和非氧化性盐中有很好的耐腐蚀性。在水、蒸气以及蒸汽、空气、二氧化碳的混合物中也具有很好的耐腐蚀性。应用于硝酸冷凝器——耐硝酸腐蚀、蒸汽加热管——很好的机械性能、加热元件管——很好的机械性能等。对于应用于高达500℃的环境,合金供货态为退火态。?

NS112物理性能:

密度:ρ=8.0g/cm3

熔化温度范围:1350~1400℃

NS112机械性能:(在20℃检测机械性能的最小值)

下表中所列性质适用于NS112合金的指定规格产品软化退火(稳定化退火)后的情况。非标准尺寸材料的特殊性能可以根据特定应用场合的要求提供。

室温机械性能(最小值)

NS112具有以下特性:

●在高达500℃的极高温的水性介质中具有出色的抗腐蚀性

●很好的抗应力腐蚀的性能

●很好的加工性

NS112牌号和标准:

NS112ISO V型缺口冲击试验:

室温平均值:轴向>=150J/cm2

径向>=100J/cm2

时间-温度-敏化曲线

NS112条件应力值:

达到90%屈服强度的高条件应力值可应用于允许略大一点变形量的应用场合。这些应力引起的永久应力会导致尺寸的变化,因此不推荐用于法兰和密封垫圈连接件。

NS112金相结构:

NS112合金具有稳定的面心立方结构。化学成分和恰当的热处理保证了耐腐蚀性不受敏化性的削弱。

NS112耐腐蚀性:

NS112是一种通用的工程合金,在氧化和还原环境下都具有抗酸和碱金属腐蚀性能。

高镍成份使合金具有有效的抗应力腐蚀开裂性。

在各种介质中的耐腐蚀性都很好,如硫酸、磷酸、硝酸和有机酸,碱金属如氢氧化钠、氢氧化钾和盐酸溶液。

NS112较高的综合性能表现在腐蚀介质多样的核燃烧溶解器中,如硫酸、硝酸和氢氧化钠都在同一个设备中处理。

NS112应用范围:

NS112广泛应用于各种使用温度不超过550℃的工业领域。

典型应用为:

● 硫酸酸洗工厂用的加热管、容器、筐及链等。

● 海水冷却热交换器、海洋产品管道系统、酸性气体环境管道。

● 磷酸生产中的热交换器、蒸发器、洗涤、浸渍管等。

● 石油精炼中的空气热交换器

● 食品工程

● 化工流程

● 高压氧气应用的阻燃合金。

NS112加工和热处理

NS112适合于热加工和冷加工,但由于具有高强度,需要大功率的加工设备。

NS112都适合于用各种方便的焊接方法焊接。

NS112加热:

1.在热处理之前及热处理过程中应始终保持工件清洁。

2.在热处理过程中不能接触硫、磷、铅及其它低熔点金属,否则会损害材料的性能,应注意清除诸如标记漆、温度指示漆、彩色蜡笔、润滑油、燃料等污物。

3.燃料中的含硫量越低越好,天然气中的硫含量应少于0.1%,重油中硫含量应少于0.5%。?

4.考虑到温度控制和保持清洁的需要,最好在真空炉或气体保护炉中进行热处理。

5.也可以在箱式炉或燃气炉中加热,但炉气必须洁净并以中性至微氧化性为宜,应避免炉气在氧化性和还原性之间波动,加热火焰不能直接烧向工件。

NS112热加工:

1. NS112的热加工温度范围1200℃~900℃,冷却方式为水淬或在760℃~540℃之间尽量快速冷却。热弯曲应在1150℃-1000℃之间进行。

2.为得到最佳抗腐蚀性能和抗蠕变性,热加工后要进行退火处理。

3.材料可以直接送入已升温至1200℃的炉中,材料的保温时间为每100mm 厚度保温60 分钟。保温足够的时间后迅速出炉,在规定的温度范围进行热加工。当材料温度降到低于热加工温度时,需重新加热。

NS112冷加工:

1.NS112 的加工硬化率大于奥氏体不锈钢,因此需要对加工设备进行挑选。冷加工材料应为退火热处理态,并且在冷加工时应进行中间退火。

2.若冷加工量大于10%,则在使用前需要对工件进行软化退火处理。

NS112热处理:

1.NS112的软化退火处理温度范围都是920℃~980℃,最佳处理温度是950℃。

2.为得到最佳的抗腐蚀性,冷却方式用水淬,厚度小于1.5mm 的材料也可用快速空冷。?

3.在热处理过程中,都要按照前述的加热过程中必须保持清洁的事项操作。

NS112去氧化皮及酸洗:

1.NS112 的表面氧化物和焊缝周围的焊渣的附着性比不锈钢更强,机械方法和化学方法都可以使用,选择机械方法时要避免会产生金属污染或产生表面变形的方法。

2.在用HNO3/HF 混合酸进行酸洗前必须小心打磨或盐浴预处理将氧化膜打碎。

NS112机加工:

NS112须在退火热处理之后进行机加工,由于材料的加工硬化,因此宜用比加工低合金标准奥氏体不锈钢低的切削速度和重进刀进行加工,才能车入已冷作硬化的表层下面。

NS112焊接:

NS112适合用任何传统焊接工艺焊接,如钨电极惰性气体保护焊、等离子弧焊、手工亚弧焊、金属极惰性气体保护焊、熔化极惰性气体保护焊、保护气体电弧焊等。

NS112的焊接必须在退火态进行,并清理干净污渍、粉尘和各种记号。

用低热量输入,层间温度不超过150℃。

无需焊前或焊后热处理。

NS112清理:

去除氧化皮、油污和各种标记印痕,并用丙酮对焊接区域的基体金属和填充合金(如焊条)进行清洁,注意不能使用三氯乙烯TRI、全氯乙烯PER 和四氯化物TETRA。

NS112边缘准备:

最好用机加工,如车、铣、刨,也可以进行等离子切割,若用后者,切割边缘(焊接面)一定要研磨干净平整,允许不过热的精磨。焊缝两边的母材约25mm 宽度的区域要打磨至露出光亮金属。

NS112坡口角度:

与碳钢相比,镍基合金和特种不锈钢的物理性能特点主要是低的热导率和高的膨胀系数,这些特性都要在焊接坡口准备时予以考虑,包括加宽底部间隙(1~3mm),同时由于熔融金属的粘滞性,在对接焊时应用更大的坡口角度(60~70°)以抵消材料的收缩。

NS112起弧:

不能在工件表面起弧,应在焊接面起弧,以防起弧点导致腐蚀。

NS112焊接工艺:

NS112适合用任何传统焊接工艺与同种材料或其他金属焊接,如钨电极惰性气体保护焊、等离子弧焊、手工亚弧焊、金属极惰性气体保护焊、熔化极惰性气体保护焊,其中脉冲电弧焊是首选方案。在用手工电弧焊时,推荐使用(Ar+He+H2+CO2)多种成份混合的保护气体。

NS112的焊接必须在退火态进行,并使用不锈钢丝刷清理干净污渍、粉尘和各种记号。在焊缝根部焊接时,为得到最佳的根部焊缝质量,操作必须非常小心(氩气99.99),这样在根部焊接完后焊缝就不产生氧化物。焊接热影响区产生的颜色要在焊缝区域未冷却时用不锈钢刷刷去。

NS112推荐使用的焊接材料:

GTAW/GMAW Nicrofer S 7020

W.-Nr.2.4806

SG-NiCr20Nb

AWS A 5.14 ER NiCr-3

BS 2901-NA 35

SMAW

W.-Nr.2.4648

EL-NiCr19Nb

AWS A 5.11 EniCrFe-3

NS112焊接参数及影响(热输入量):

焊接操作应在热量输入表规定的低热量输入下进行,用叠珠焊缝技术,层间温度不超过120℃,必须遵守焊接规范。

热量的输入Q 按下面的公式计算:

U=弧电压,伏特

I=焊接电流,安培

V=焊接速度,厘米/分钟。

NS112焊后处理(酸洗、刷除氧化物及热处理):焊接后应立即用不锈钢丝刷刷除氧化物,也就是说,在金属还没有产生焊接色的时候就刷,这样可以得到理想的表面质量而不需要酸洗。若没有特别要求或规定,酸洗通常是焊接中的最后一道工序,请参考去氧化皮及酸洗一节。焊接前后均不需要热处理。

金属基复合材料按增强体的类别来分类,如纤维增强(包括连续和短切)、晶须增强和颗粒增强等,按金属或合金基体的不同,金属基复合材料可分为铝基、镁基、铜基、钛基、高温合金基、金属间化合物基以及难熔金属基复合材料等。由于这类复合材料加工温度高、工艺复杂、界面反应控制困难、成本相对高,应用的成熟程度远不如树脂基复合材料,应用范围较小。