GH4169鍛件生產(chǎn)
無錫國勁合金有限公司專業(yè)生產(chǎn)精密合金，高溫合金，耐蝕合金等高性能合金材料。其主導產(chǎn)品有：鐵鎳鈷玻封合金4J29、4J44,鐵鎳玻封合金4J42、4J48、4J50、4J52，鐵鎳低膨脹合金4J36、4J32、殷鋼，瓷封合金4J33、4J34，鐵鉻玻封合金4J28，Kovar、Invar以及純鎳合金N6、Nickel200、Nickel201，鎳鋁合金Ni95Al5，軟磁合金1J36、1J46、1J50、1J79、1J85、1J22，耐蝕合金monel400、monel K500、Inconel625、Inconel 601、Inconel 600、Inconel 718、Inconel X750、Incoloy 800、Incoloy 800H、Incoloy 825、Incoloy901、Incoloy 925、Incoloy 926、NS111、NS112、NS142等系列，哈氏合金Hastelloy，高溫合金GH132、GH169、GH128、GH4145、GH3030、GH3039、GH140、GH3600、GH3625，鎳鉻合金N40，鎳鉻合金Cr20Ni35，鎳鉻合金Cr20Ni80，雙金屬帶材5J20110/5J11、5J1480/5J18、5J1380、5J1580/5J16、5J1070/5J23等系列產(chǎn)品。各系列產(chǎn)品嚴格按執(zhí)行標準及用戶要求生產(chǎn)，經(jīng)過嚴格的檢測合格后出廠。

G4169鎳基高溫合金表面損傷的修復問題,研究了不同藝參數(shù)以及直接時效熱處理藝對TIG焊接修復G4169高溫合金試樣微觀組織、顯微硬度及拉伸性能的影響。結(jié)果表明:修復試樣可分為修復區(qū)(RZ)、部分熔化區(qū)(PMZ)、熱影響區(qū)(AZ)和基材區(qū)(SZ)幾個部分,且隨著焊接速度和送絲速度的增大, AZ與PMZ的寬度及晶粒大小呈現(xiàn)下降的趨勢。AZ受電弧熱影響晶粒粗化;PMZ處晶界別是三角晶界熔化并在后續(xù)凝固形成γ+Les相組織,局部晶粒為細化。顯微硬度結(jié)果顯示,焊接修復后硬度分布規(guī)律為AZ<PMZ<RZ,直接時效熱處理后各個區(qū)域的硬度值顯著,但分布規(guī)律基本未變。室溫拉伸結(jié)果顯示,采用較低的焊接電流、較高的焊接速度與送絲速度,修復后試樣的拉伸性能更加優(yōu)異;直接時效熱處理后修復試樣的抗拉強度大幅,高達到了1110MPa,接近鍛件。 為了探究鎳基高溫合金的磨削表面藝性能,采用單因素試驗的,分別進行鎳基高溫合金單晶DD5和多晶G4169的平面槽磨削試驗,砂輪線速度、磨削深度和進給速度對其表面的影響規(guī)律,并對磨削亞表面微觀組織和磨屑形貌進行觀察.結(jié)果表明:隨著砂輪線速度的增大,表面粗糙度Ra不斷減小;隨著磨削深度和進給速度的增大,表面粗糙度Ra不斷增大.在相同藝參數(shù)下,多晶G4169更容易加,可磨削性能更好.隨著砂輪線速度的增大,磨削亞表面出現(xiàn)塑性變形層且塑性變形作用減弱.磨屑主要有鋸齒狀和崩碎狀等,其中鋸齒狀磨屑居多。*鎳基單晶高溫合金具有優(yōu)良的成分兼容性,在1 000℃以及更高溫度下仍能保持較高的組織性、抗蠕、抗疲勞性、抗氧化性和抗腐蝕性能,被廣泛應用于現(xiàn)動機和地面燃氣輪機的渦輪葉片等關(guān)鍵熱端部件。在服役中,鎳基單晶高溫合金主要發(fā)生渦輪葉片造成的蠕變及疲勞變形。另外,現(xiàn)動機對渦輪進口溫度的要求不斷,使得鎳基單晶高溫合金的承溫承載能力面臨著更大的挑戰(zhàn)。*以來,材料科研作者嘗試了許多來鎳基單晶高溫合金的蠕能:在鎳基單晶高溫合金中添加了大量的難熔元素(W、Cr、Mo、Re等),了元素的擴散速率,從而了合金的固溶強化水平;添加了γ’相形成元素(Al、Ti、Ta),形成金屬間化合物γ’沉淀相,利用γ’沉淀相與γ基體相之間的相干應變、有序化,以及性模量和堆垛層錯能差異等沉淀強化機制,合金的強度;通過熱處理制度,進一步沉淀相的尺寸、形態(tài)以及體積分數(shù),大化沉淀強化效果;通過Mo與Re的含量,γ’沉淀相與γ基體相的錯配度,細化γ/γ’界面位錯間距,強化γ/γ’相界面強度,鎳基單晶高溫合金的蠕變抗力;同時加入適量的Pt族金屬元素,了TCP有害相的析出,進一步了合金組織。

鎳基GH4169鍛件生產(chǎn)單晶高溫合金中元素的合金化程度已很高,在CMSX-10中難熔元素的含量高達20.5%,這已經(jīng)接近鎳基體的溶解度極限;同時,也帶來了其他一系列問題:組織不性(包括凝固缺陷析出傾向的、TCP相的析出)以及合金密度和成本的。另外,對于及其后續(xù)的鎳基單晶高溫合金的設(shè)計,除依賴難熔元素含量和加入鉑族元素組織外,并無其他公開、有效的措施。現(xiàn)行措施也與現(xiàn)代業(yè)追求低密度、低成本、友好的理念背道而馳。因此,深入認識鎳基高溫合金成分-組織-結(jié)構(gòu)-性能之間的內(nèi)在十分重要,亟待突破現(xiàn)有的合金設(shè)計理論。本文試圖從重要的長時力學性能之一的蠕能出發(fā),分別對鎳基單晶高溫合金成分、組織結(jié)構(gòu)、蠕變行為點等方面進行了闡述,重點探討了固溶元素、γ’體積、尺寸、形態(tài)、γ/γ’界面、堆垛層錯能(SFE)、反相疇界能(APB)等因素對蠕變行為、蠕變機制的影響規(guī)律,分析了鎳基單晶高溫合金蠕變行為研究面臨的問題,并展望其研究前景,以期能夠深入理解單晶高溫合金的強韌化機理,為新一代鎳基單晶高溫合金的設(shè)計提供一些思路。利用光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡和EDS能譜分析儀研究了新型鎳基高溫合金WZ-A3和第三代粉末高溫合金RR1000鑄態(tài)固溶時效后*時效中的組織演變。結(jié)合相圖計算結(jié)果,重點研究了TCP相的析出與組織性。結(jié)果表明:WZ-A3合金固溶時效態(tài)出現(xiàn)η相;*時效中,η相未消失,合金組織中未觀察到其它類型的TCP相;RR1000合金固溶時效態(tài)以及*時效態(tài)未發(fā)現(xiàn)TCP相;由于Ta、Nb元素的添加,了γ′相的固溶溫度,WZ-A3合金650、750℃持久強度優(yōu)于RR1000合金;少量針狀η相對合金性能的影響不明顯。 目的材料的高溫抗氧化腐蝕性能。采用氣相滲鋁在K417鎳基高溫合金表面制備鋁化物涂層,通過光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡(SEM)和能譜(EDS)分析滲鋁層厚度、顯微組織形貌和各元素在滲層中的分布,分析溫度和時間對鎳基高溫合金滲鋁層的形成影響規(guī)律。結(jié)果氣相滲鋁制備的滲鋁層組織為典型的外擴散型組織即外層是單一的β-NiAl相,內(nèi)層是含富Cr析出相的擴散層,擴散層的析出相對Al元素的擴散起到阻礙作用。結(jié)論隨著滲鋁溫度的和滲鋁時間的,滲層厚度逐漸,且滲鋁溫度對滲層厚度的影響遠高于滲鋁時間對滲層深度的影響。滲鋁溫度臨界值為980℃,低于該溫度時厚度增長不顯著,高于該溫度時厚度對滲鋁溫度和時間的性。此外,滲鋁溫度越高,滲鋁層組織中形成孔洞的傾向越大。 化裂紋的影響.利用掃描電鏡和電子背散射衍射,研究了攪拌區(qū)域和重熔區(qū)域的顯微組織.結(jié)果表明,攪拌處理在Waspaloy合金表面制備出200～700 nm的等軸納米晶粒,細化機制為不連續(xù)動態(tài)再結(jié)晶;從攪拌區(qū)表層至底部,晶粒尺寸整體上逐漸增大;經(jīng)激光重熔后,發(fā)現(xiàn)納米晶層有效了熱影響區(qū)液化裂紋.納米化改變了碳化物的分布,避免液化相富集于晶界,晶粒尺寸減小則使晶界面積大大,從而減小了液膜厚度,了裂紋的形成。

對經(jīng)過固溶+雙時效熱處理后的G4169鎳基高溫合金進行650℃高溫低周疲勞試驗,研究了不同應力幅(550,600,650 MPa)下的循環(huán)響應性,并觀察了疲勞斷口和二次裂紋形貌,分析了不同應力幅下的損傷機理。結(jié)果表明:不同應力幅下試驗合金均出循環(huán)軟化性,且隨著應力幅的,循環(huán)軟化程度增強;當應力幅為550 MPa時,裂紋的擴展為穿晶擴展,二次裂紋主要在夾雜物和滑移帶處萌生;當應力幅為650MPa時,裂紋的擴展為穿晶-沿晶混合擴展,二次裂紋主要萌生于晶界和滑移帶處;試驗合金的變形機制由低應力幅時的平面滑高應力幅的交滑移轉(zhuǎn)變。 以商用Ni60合金粉為涂層材料,采用火焰重熔、等離子堆焊、中頻感應重熔等3種藝在45鋼基體上制備鎳基合金涂層,研究了其物相組成、顯微組織、顯微硬度和耐高溫磨損性能。結(jié)果表明:制備的鎳基合金涂層的孔隙率均較低;火焰重熔和中頻感應重熔涂層中的硬質(zhì)相主要為均勻分布的碳化物,但中頻感應重熔涂層的晶粒較小,顯微硬度較高;等離子堆焊涂層的晶粒,硬質(zhì)相以的化物為主,且偏聚嚴重,顯微硬度低;中頻感應重熔涂層的耐高溫磨損性能好,其磨損形式為黏著磨損和磨粒磨損,火焰重熔涂層的耐高溫磨損性能稍差,其磨損形式主要為黏著磨損,等離子堆焊涂層的耐高溫磨損性能差,其磨損形式為黏著磨損和疲勞磨損。K403合金返回料在不同澆注溫度和造型中初生碳化物的形貌、分布及種類,研究了初生碳化物對合金高溫持久性能的影響。結(jié)果表明,在K403合金中主要為初生MC型碳化物。澆注溫度對合金的初生MC型碳化物和持久性能無明顯影響。當冷卻速率較慢時,初生MC型碳化物主要為較大尺寸長桿狀且分布較為集中,了合金的高溫持久性能;當冷卻速率較快時,初生MC型碳化物主要呈小顆粒狀彌散分布,對高溫持久性能有利。 利用ABAQUS建立正交切削有限元模型。該切削有限元模型采用修正的Johnson-Cook非線性熱黏塑性本構(gòu)關(guān)系和修正的Coulomb理論以及金屬切削切屑剪切失效斷裂準則,并通過模擬與試驗的對分析,驗證了其正確性。模擬與分析結(jié)果表明:鋸齒形切屑的演變由鋸齒雛形、鋸齒雛形到鋸齒節(jié)塊、鋸齒節(jié)塊到鋸齒切屑三個階段組成。溫度弱化作用使剪切滑移變形始于切削層下部(靠近刀尖區(qū)域),并呈尖峰狀向切削層頂表面方向擴展;當?shù)都馓幗饘侔l(fā)生熱塑失穩(wěn)時,剪切滑移瞬間擴展至切削層頂表面,形成了完整的剪切滑移窄帶,形成鋸齒雛形;剪切滑移窄帶內(nèi)的金屬基本均處于熱塑失穩(wěn)狀態(tài),鋸齒雛形將沿著整個變形窄帶發(fā)生集中剪切滑移變形,形成鋸齒節(jié)塊;鋸齒節(jié)塊進入第Ⅱ變形區(qū)后,集中滑移窄帶內(nèi)的金屬仍處于熱塑失穩(wěn)狀態(tài),在前刀面的推擠作用下,鋸齒節(jié)塊將繼續(xù)沿著集中滑移窄帶發(fā)生集中剪切滑移變形,直至離開第Ⅱ變形區(qū),形成鋸齒切屑。