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      高溫合金都有哪些制備工藝?

      作者: 來源: 日期:2019-6-26 15:25:48

      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;并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。


      高溫合金都有哪些制備工藝?

      1、鑄造冶金工藝

      目前各種先進鑄件制造技術和加工設備在不斷開發和完善,如熱控凝固、細晶工藝、激光成形修復技術、耐磨鑄件鑄造技術等,原有技術水平不斷提高完善從而提高各種高溫合金鑄件產品的質量一致性和可靠性。
      不含或少含鋁、鈦的高溫合金,一般采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,所以應采用真空冶煉。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,可采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(鋁和鈦的總量約小于4.5%)的合金錠可采用鍛造開坯;含鋁、鈦高的合金一般要采用擠壓或軋制開坯,然后熱軋成材,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。

      2、結晶冶金工藝

      為了減少或消除鑄造合金中垂直于應力軸的晶界和減少或消除疏松,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并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制造工藝。

      3、粉末冶金工藝

      粉末冶金工藝,主要用以生產沉淀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。

      4、強度提高工藝

      ⑴固溶強化

      加入與基體金屬原子尺寸不同的元素(鉻、鎢、鉬等)引起基體金屬點陣的畸變,加入能降低合金基體堆垛層錯能的元素(如鈷)和加入能減緩基體元素擴散速率的元素(鎢、鉬等),以強化基體。

      ⑵沉淀強化

      通過時效處理,從過飽和固溶體中析出第二相(γ’、γ"、碳化物等),以強化合金。γ‘相與基體相同,均為面心立方結構,點陣常數與基體相近,并與晶體共格,因此γ相在基體中能呈細小顆粒狀均勻析出,阻礙位錯運動,而產生顯著的強化作用。γ’相是A3B型金屬間化合物,A代表鎳、鈷,B代表鋁、鈦、鈮、鉭、釩、鎢,而鉻、鉬、鐵既可為A又可為B。鎳基合金中典型的γ‘相為Ni3(Al,Ti)。γ’相的強化效應可通過以下途徑得到加強:

      ①增加γ‘相的數量;
      ②使γ’相與基體有適宜的錯配度,以獲得共格畸變的強化效應;
      ③加入鈮、鉭等元素增大γ’相的反相疇界能,以提高其抵抗位錯切割的能力;
      ④加入鈷、鎢、鉬等元素提高γ‘相的強度。γ"相為體心四方結構,其組成為Ni3Nb。因γ"相與基體的錯配度較大,能引起較大程度的共格畸變,使合金獲得很高的屈服強度。但超過700℃,強化效應便明顯降低。鈷基高溫合金一般不含γ相,而用碳化物強化。

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