GH3030圆钢锻件生产

GH3030圆钢锻件生产
  国劲合金应用于高、精、尖领域，是电厂脱硫脱硝、石油化工装备、煤化工、化工、PTA、环境保护、海水淡.化、造纸机械、制要设备、换热设备、电化学、冶金、海洋平台、核能、造船、水泥制造、酸醋酐、制盐、体育休闲及板式换热器、波纹管膨胀节补偿器等行业重要的特种材料供应商。
精密合金系列：1J30、1J36、1J50、2J22、2J85、3J01、3J09、3J21、3J40、3J53、4J28、4J29、4J36、4J42、4J50、6J20、6J22Inconel合金：Inconel625、Inconel625LCF、Inconel690、Inconel600、Inconel601,Inconel617、Inconel686、Inconel718、Inconel718

本文基于“团簇加连接原子”模型建立了镍基高温合金成分式,实施了对现有牌号合金的成分解析和性能分析,并进行了实验验证和性能预测。首先,通过分析现有成熟牌号合金成分,揭示了镍基高温合金的成分规律和发展趋势,提出了镍基单晶高温合金的理想模型和相应成分式。其次,借助镍基高温合金的成分式,确定了合金中键的种类和数量,并利用键焓表征键强,建立了承温能力与成分式之间的关联,并实现对承温能力的预测。后,利用理想模型对第1代镍基单晶高温合金进行了实验验证,所设计合金的1000 ℃/219 MPa持久寿命达到第1代单晶合金的平均水平,并且所设计合金的初熔温度在第1代单晶合金中处于较高水平。

具体内容包括以下3方面:(1)基于“合金化元素与溶剂Ni”的混合焓,将合金化元素分为4类:1类Ni元素Ni(含Ni、Co、Fe、Re、Ru和Ir),与Ni呈弱混合焓,范围在-2～+2kJ/mol;2促进γ形成的类Cr元素Crγ(含Cr、Mo和W),与Ni的混合焓在-7～-3 kJ/mol;3促进γ’形成的类Cr元素Crγ’(含Ti、V、Nb和Ta),与Ni的混合焓在-35～-18kJ/mol;4与Ni呈强负混合焓的主要合金化元素Al(-22 kJ/mol)。基于元素分类,本文对272个广泛应用或具有代表性的典型镍基高温合号进行成分分析,发现镍基高温合金落于狭窄的成分区间60～80 at.%Ni,对应连接原子个数为2～7。镍基高温合金的发展过程,就是在Ni-Cr二元体系基础上添加γ’形成元素(Al,Crγ’)的过程。定向凝固柱晶合金和单晶高温合金位于[(Al,Crγ’)1-Ni12](Al,Crγ’)1.5Crγx-1.5成分线。

高代次单晶合金终趋近于符合Friedel振荡和团簇共振模型的理想成分式[(Al,Crγ’)1-Ni12](Al,Crγ’)1.5Crγ1.5=Ni75Al12.5Crγ’9.375Crγ3.125 at.%。通过元素分类还可以获得γ’体积分数。(2)本文基于所获得的成分式,进而确定镍基高温合金中键的种类和数量。对于配位数为12的面心立方固溶体结构,属于每个原子的键为6个,因此含有x个连接原子的成分式有6×(13+x)个键,包括12个中心-壳层键、12x个连接-壳层键和(66-6x)个壳层-壳层键。利用键焓表征键强,本文发现,平均键焓可以反应承温能力的变化趋势,弱键键焓可以反映持久寿命的变化趋势。高承温能力和长持久寿命的高代次单晶合金同样指向理想成分式[Al-Ni12]Al1Cr’0.5Crγ1.5。
镍基高温合金的理想模型[Al-Ni12]Al1Crγ’0.5Crγ1.5,结合已经实际应用的的第1代镍基单晶高温合金DD407(AM3)的成分,设计出3组(A组、B组和C组)团簇高温合金:A 组合金成分式为[Al-Ni11Co1](Al1TaxTi0.5-xCr1Mo0.25 W0.25),x=0、0.25 和 0.5,因此以 Ta 和 Ti 的质量分数命名,“0Ta-2.65Ti”、“4.82Ta-1.28Ti”和“9.32Ta-0Ti”;B 组合金成分式为[Al-Ni12-yCoy](AllTi0.25Ta0.25Cr1MO0.25W0.25),y=1.5、1.75、2 和 2.5,因此以 Co 的质量分数命名,“9.43Co”、“11Co”、“12.57Co”和“15.71Co”。C 组合金成分式为[Al-Ni12-zCoz](Al1Ta0.25Ti0.25Cr1Mo0.25W0.25),z=1.25、2、2.5 和 3,还有[A1-Ni11Co1](Al1Ti0.5Cr1Mo0.25W0.25),命名为“7.86Co”、“12.57Co”、“15.71Co”、“18.85Co”和“0Ta-2.65Ti”。

其中,7.86CO 合金和 12.57Co合金的 1000 ℃/219 MPa持久寿命超过DD407的46h,达到了第1代单晶合金的平均水平。同时,所有团簇高温合金的初熔温度在第1代单晶合金中处于较高水平,均超过Nasair 100的初熔温度(1330 ℃)。A组合金中,Ta元素的增加(Ti元素的降低),合金的负错配度ε从-0.262%减小到-0.247%,但在900 ℃*时效的过程中,合金的负错配度ε能够保持稳定,从而抑制γ’的粗化。同样,Ta增加(Ti降低),A组合金的1050 ℃/120 MPa持久寿命呈现升高趋势。对于B组合金,Co元素的加入并不增加合金在900 ℃C*时效过程中γ’的粗化速率。因此B组合金在900 ℃C*时效的过程中,粗化速率与第3代镍基单晶高温合金处于同一数量级(10-5μMm3/h)。

Co元素的加入减弱了原子间交互作用(混合焓和键焓),同时也降低了合金的1050 ℃/120 MPa持久寿命。在1050 ℃/120 MPa持久过程中,A组合金和B组合金的γ’均呈现N型筏化。对于C组合金,持久寿命同样可以用键焓表征。此外,在1100℃/137MPa持久实验和1000℃/219MPa持久实验中,C组合金的γ’呈现N型筏化。但在760 ℃/780 MPa持久实验中,C组合金的γ’没有出现筏化。同时,C组合金的7.86Co合金和12.57Co合金的1000 ℃/219 MPa持久寿命优于DD407。承温能力与平均键焓存在明显的对应关系,TC(K)=-4071.852XIave-1867.180,其中Iave为平均键焓(eV/bond),可以利用平均键焓对承温能力进行预测。成分式设计方法的确能够有效指导高温合金的研发。

工程材料广泛应用于建筑工程、空天、交通运输、机械制造、能源化工等领域,均涉及到材料在高温与超高温(HT&UHT)环境下的服役,弹性模量是重要的力学性能参数之一,准确地测试评价工程材料的HT&UHT弹性模量对高温材料的研制、高温构件的经济合理设计与安全服役至关重要。然而,在材料HT&UHT弹性模量测试技术研究领域,仍存在一些亟待解决的问题,例如:尚未建立块体材料、厚壁管材与涂层材料HT&UHT弹性模量的测试评价技术。本文基于相对法技术和材料力学理论,针对以上三种材料制品形式,提出了HT&UHT弹性模量测试方法,并基于此研究了一些典型工程材料弹性模量—温度的演变规律及其变化机制。首先,本文利用相对法技术实现了块体材料HT&UHT变形的准确测量,继而实现了块体材料HT&UHT模量的测试评价。i)结合三点弯曲试验与四点弯曲试验,提出了相对三点弯曲法与相对四点弯曲法(统称为挠度修正法),即将去除下支承辊的梁试样作为参比试样,利用参比试样的横梁位移增量扣除试验机的系统误差,然后通过弯曲试样与参比试样的横梁位移间接测得梁试样的真实挠度变形,代入所推导的计算公式可得梁试样的HT&UHT弹性模量。氧化铝陶瓷室温~1300°C弹性模量测试结果表明,脉冲激励技术(IET)与挠度修正法测得的弹性模量—温度变化曲线基本*;且IET测试结果较挠度修正法测试结果略大(符合文献报道),由此证明了挠度修正法的正确性与可靠性。

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