我國發(fā)展自主航空航天產(chǎn)業(yè)研制先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī),將帶來市場對高端和新型高溫合金的需求增加。
航空發(fā)動(dòng)機(jī)被稱為“工業(yè)之花”,是航空工業(yè)中技術(shù)含量、難度的部件之一。作為飛機(jī)動(dòng)力裝置的航空發(fā)動(dòng)機(jī),特別重要的是金屬結(jié)構(gòu)材料要具備輕質(zhì)、高強(qiáng)、高韌、耐高溫、抗氧化、耐腐蝕等性能,這幾乎是結(jié)構(gòu)材料中的性能要求。
高溫合金是能夠在600℃以上及一定應(yīng)力條件下長期工作的金屬材料。高溫合金是為了滿足現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)對材料的苛刻要求而研制的,至今已成為航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件不可替代的一類關(guān)鍵材料。目前,在先進(jìn)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)中,高溫合金用量所占比例已高達(dá)50%以上。
在現(xiàn)代先進(jìn)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)中,高溫合金材料用量占發(fā)動(dòng)機(jī)總量的40%~60%。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上,高溫合金主要用于燃燒室、導(dǎo)向葉片、渦輪葉片和渦 四大熱段零部件;此外,還用于機(jī)匣、環(huán)件、加力燃燒室和尾噴口等部件。
2、能源領(lǐng)域
高溫合金在能源領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。煤電用高參數(shù)超超臨界發(fā)電鍋爐中,過熱器和再過熱器必須使用抗蠕變性能良好,在蒸汽側(cè)抗氧化性能和在煙氣側(cè)抗腐蝕性能優(yōu)異的高溫合金管材;在氣電用燃?xì)廨啓C(jī)中,渦輪葉片和導(dǎo)向葉片需要使用抗高溫腐蝕性能優(yōu)良和長期組織穩(wěn)定的抗熱腐蝕高溫合金;在核電領(lǐng)域中,蒸汽發(fā)生器傳熱管必須選用抗溶液腐蝕性能良好的高溫合金;在煤的氣化和節(jié)能減排領(lǐng)域,廣泛采用抗高溫?zé)岣g和抗高溫磨蝕性能優(yōu)異的高溫合金;在石油和天然氣開采,特別是深井開采中,鉆具處于4-150 ℃的酸性環(huán)境中,加之CO2,H2S和泥沙等的存在,必須采用耐蝕耐磨高溫合金 [5] 。
我國上海電氣、東方電氣、哈爾濱汽輪機(jī)廠等大型發(fā)電設(shè)備制造集團(tuán)在生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)技術(shù)等方面近年來有了較大提高,拉動(dòng)了對發(fā)電設(shè)備用的渦 的需求。正在進(jìn)行國產(chǎn)化研制的新一代發(fā)電裝備-大型地面燃機(jī)(也可作艦船動(dòng)力)取得了顯著進(jìn)展,實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)后將帶動(dòng)對高溫合金的需求。同時(shí),核電設(shè)備的國產(chǎn)化,也將拉動(dòng)對國產(chǎn)高溫合金的需求。
1、含錸單晶葉片的研究
在單晶的成分設(shè)計(jì)中,要兼顧合金性能和工藝性能,由于單晶中不存在晶界,并應(yīng)用在較為苛刻的環(huán)境下,所以引入了某些具有特殊作用的合金元素。隨著單晶合金的發(fā)展,合金的化學(xué)成分具有如下變化趨勢:引入Re元素,引入Ru、Ir等鉑族元素,增加難熔元素W、Mo、Re、Ta的含量;難熔元素的加入總量增加,C、B、Hf等元素從“完全去除”轉(zhuǎn)為“限量使用”;降低Cr含量從而允許加入更多其他的合金化元素而保持組織穩(wěn)定。
含錸單晶葉片大幅了其耐溫能力及蠕變強(qiáng)度。以PW公司的PWA1484、RR的CMSX-4,GE公司的Rene′N5為代表的第二代單晶合金與代單晶合金相比,通過加入3%的錸元素、適當(dāng)增大了鈷和鉬元素的含量,使其工作溫度提高了30℃,持久強(qiáng)度與抗氧化腐蝕能力達(dá)到很好的平衡。
含錸單晶葉片是未來航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片的趨勢。單晶葉片由于其耐溫能力、蠕變強(qiáng)度、熱疲勞強(qiáng)度、抗氧化性能和抗腐蝕特性較定向凝固柱晶合金有了顯著提高,從而很快得到了航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)界的普遍認(rèn)可,幾乎所有先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)都采用了單晶合金用作渦輪葉片 [6] 。
1:加熱 對于哈氏B-2合金來說,在加熱前和加熱過程中表面保持清潔并遠(yuǎn)離污染物是十分重要的。如果哈氏B-2合金在含有硫、磷、鉛或其他低熔點(diǎn)金屬污染物的環(huán)境下加熱,則會變脆,這些污染物的來源主要包括標(biāo)記筆痕跡、溫度指示漆、油脂和液體、煙氣。此煙氣必須含硫低;例如:天然氣和液化石油氣含硫量不超過0.1%,城市空氣含硫量不超過0.25g/m3,燃料油的含硫量不超過0.5%即為合格。 對加熱爐的氣體環(huán)境要求是中性環(huán)境或輕還原性環(huán)境,并且不可以在氧化性和還原性之間波動(dòng)。爐中的火焰不可以直接沖擊哈氏B-2合金。同時(shí)要以快的加熱速度把材料加熱到要求達(dá)到的溫度,即要求首先要把加熱爐的溫度上升到要求溫度,再把材料放入爐中加熱。
2:熱加工 哈氏B-2合金可以在900~1160℃范圍內(nèi)進(jìn)行熱加工,加工過后應(yīng)該以水淬火。為了確保有的耐蝕性能,熱加工過后應(yīng)該退火。
3:冷加工 冷加工的哈氏B-2合金必須經(jīng)過固溶處理,由于其具有比奧氏體不銹鋼高得多的加工硬化率,所以成形設(shè)備要細(xì)心考慮。如果執(zhí)行了冷成形工藝,那么有必要進(jìn)行級間退火。 冷加工變形量超過15%時(shí),使用前要固溶處理。
4:熱處理 固溶熱處理溫度要控制在1060~1080℃之間,之后進(jìn)行水冷淬火或材料厚度在1.5mm以上時(shí)可以快速空冷以獲得的耐蝕性能。在任何加熱操作過程中,材料的表面清潔均要有預(yù)先的防范。哈氏合金材料或設(shè)備部件在進(jìn)行熱處理時(shí)要注意以下一些問題:為了防止設(shè)備部件熱處理變形,應(yīng)采用不銹鋼加強(qiáng)環(huán);對裝爐溫度、加熱和冷卻時(shí)間應(yīng)嚴(yán)格控制;裝爐前,對熱處理件進(jìn)行預(yù)處理,防止產(chǎn)生熱裂紋;熱處理后,對熱處理件PT;在熱處理過程中如產(chǎn)生熱裂紋,經(jīng)過打磨后需補(bǔ)焊者,要采用專門的補(bǔ)焊工藝。
5:除垢 哈氏B-2合金表面的氧化物和焊縫附近的污點(diǎn)都要以精細(xì)的砂輪等打磨干凈。 由于哈氏B-2合金對氧化性介質(zhì)比較敏感,因此酸洗過程中會產(chǎn)生較多的含氮元素的氣體。
6:機(jī)加工 哈氏B-2合金要以退火狀態(tài)進(jìn)行機(jī)加工,對它的加工硬化要有清醒的認(rèn)識,例如:相對于標(biāo)準(zhǔn)奧氏體不銹鋼要采用較慢的表面切削速度,對于表面的硬化層要采用較大的進(jìn)刀量,并使刀具處于連續(xù)的工作狀態(tài)。
7:焊接 哈氏B-2合金焊縫金屬及熱影響區(qū)由于易析出β相而導(dǎo)致貧Mo,從而易于產(chǎn)生晶間腐蝕,因此,哈氏B-2合金的焊接工藝應(yīng)謹(jǐn)慎制定,嚴(yán)格控制。一般焊接工藝如下:焊材選用ERNi-Mo7;焊接方法GTAW;控制層間溫度不大于120℃;焊絲直徑φ2.4、φ3.2;焊接電流90~150A。同時(shí),施焊前,焊絲、被焊接件坡口及相鄰部位應(yīng)進(jìn)行去污脫脂處理。 哈氏B-2合金熱傳導(dǎo)系數(shù)比鋼小得多,如選用單V型坡口,則坡口角度要在70°左右,采用較低的熱輸入量。 通過焊后熱處理可以殘余應(yīng)力并改善抗應(yīng)力腐蝕斷裂性能。
雙相鋼板2205,14-45厚大量入庫】
【特種鋼板254SMo,904L,AL-6XN,哈氏合金G30,317L等鋼板近期入庫】
【新增F55/S32760超級雙相鋼板S=26,31厚4噸,固溶狀態(tài)】
【超級雙相S21953/00Cr18Ni5Mo3Si2/3RE60入庫10噸, 稀缺資源!】
【Nitronic60/S21800鋼錠,軋圓入庫10噸,接受光元,研磨棒,性能調(diào)質(zhì)】
【耐硝酸C4鋼板,8mm厚3.5噸;N08367鎳基合金入庫10噸,接受鍛棒,鍛環(huán)】
【鎳基合金N08020/20#合金鋼,接受圓鋼,鍛件,鋼管,管坯定做】
【0Cr16Ni5Mo/1.4418/1.4405;0Cr13Ni5Mo/F6NM;FV520b電力用強(qiáng)度鋼】
【904L/1.4539德標(biāo);17-4PH/630 電渣低P料大量備庫,滿足力學(xué)性能要求】
【中厚板431/1cr17ni2,17-4ph/630鋼板8-45厚陸續(xù)入庫,接受零切!】
【SUH616 新鋼種入庫,鋼錠軋圓8噸多!】
【4Cr14Ni14W2Mo耐侯鋼60-200陸續(xù)入庫!】
【退火1Cr17Ni2/431軋圓16-130,鍛圓140-370規(guī)格齊全,近200噸現(xiàn)貨庫存!】
【特種不銹318,725LN/310MoLN/S31050;724L/316LMOd尿素級各入庫10噸!】
【耐硝酸C4鋼,xm-19,317L,CD4MCu特種不銹鋼入庫50噸!】
【304,316L鍛圓140-280的規(guī)格齊全】
【真空感應(yīng)+電渣,中航品質(zhì)!Incoloy800H,825,哈氏合金C276,蒙乃爾400,GH2132/660/A286,GH4169/
Incoloy718,600,625鍛圓,軋圓大量現(xiàn)貨庫存!】
【1.4113/Incoloy926,254sMo/F44,904L,329規(guī)格齊全!】
【大量現(xiàn)貨供應(yīng),量大從優(yōu)】
雙相鋼2205,2507,17-4PH(630),17-7PH(631),15-5PH,F55(S32760),
347(H),316Ti,317L,310S等圓鋼,鋼錠,
鍛件,鍛方,鍛環(huán),研磨棒,六角棒
常用牌號:
Hastelloy C,Hastelloy c-4, Hastelloy c-22, Hastelloy C-59, Hastelloy c-276, Hastelloy C-2000, Hastelloy B, Hastelloy B-2, Hastelloy B-3, Hastelloy G-30, hastelloy G35,Hastelloy X, Hastelloy 188,HastelloyR-135,HastelloyH-2
哈氏合金板適用于各種含有氧化和還原性介質(zhì)的化學(xué)工業(yè)。較高的鉬、鉻含量使合金能夠耐氯離子腐蝕,鎢元素進(jìn)一步提高了耐蝕性。同時(shí)C-276哈氏合金管是僅有的幾種耐潮濕lv氣、次氯酸鹽及二氧化氯溶液腐蝕的材料之一,對高濃度的氯化鹽溶液如氯化鐵和氯化銅有顯著的耐蝕性。
應(yīng)用領(lǐng)域、熱交換器、波紋管補(bǔ)償器、化工設(shè)備、煙氣脫硫脫硝、造紙工業(yè)、航天應(yīng)用、酸性環(huán)境。
特性
①在氧化和還原兩氛圍狀態(tài)中,對大多數(shù)腐蝕介質(zhì)具有優(yōu)異的耐腐蝕性能。
②有出色的耐點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕和應(yīng)力開裂腐蝕性能。
哈氏合金如Hastelloy C276、Hastelloy B-2等以及Monel 400、純鎳、Inconel600、NS337等耐蝕合金;
材料執(zhí)行ASTM標(biāo)準(zhǔn),權(quán)威第三方:鋼鐵材料測試中心提供成分與性能檢測報(bào)告。
秉爭實(shí)業(yè)(錫林郭勒市分公司)是一家集生產(chǎn)與銷售 哈氏合金產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)供應(yīng)商。公司自成立以來始終堅(jiān)持以“質(zhì)量di yi、服務(wù)di yi、誠信經(jīng)營、共謀發(fā)展”的經(jīng)營理念,管理上堅(jiān)持以人為本,服務(wù)上以客戶為尊。我司擁有雄厚的技術(shù)開發(fā)力量、嚴(yán)格的產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)、先進(jìn)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、合理的配套結(jié)構(gòu)、采用了世界上先進(jìn)的生產(chǎn)工藝。秉爭實(shí)業(yè)(錫林郭勒市分公司)把產(chǎn)品質(zhì)量作為企業(yè)生存的根本,把用戶作為企業(yè)的上帝,與廣大用戶、四海賓朋互利合作,攜手共進(jìn),共謀發(fā)展,共創(chuàng)光輝燦爛的明天!
所謂雙相不銹鋼是在其固淬組織中鐵素體相與奧氏體相各占一半,一般少相的含量也需要達(dá)到30%。
由于兩相組織的特點(diǎn),通過正確控制化學(xué)成分和熱處理工藝,使DSS(Duplex Stainless Steel,簡稱DSS),兼有鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的優(yōu)點(diǎn)。
與奧氏體不銹鋼相比,雙相不銹鋼的優(yōu)勢如下:
⑴屈服強(qiáng)度比普通奧氏體不銹鋼高一倍多,且具有成型需要的足夠的塑韌性。采用雙相不銹鋼制造儲罐或壓力容器的壁厚要比常用的奧氏體減少30-50%,有利于降低成本。
⑵具有優(yōu)異的耐應(yīng)力腐蝕破裂的能力,即使是含合金量 的雙相不銹鋼也有比奧氏體不銹鋼更高的耐應(yīng)力腐蝕破裂的能力,尤其在含氯離子的環(huán)境中。應(yīng)力腐蝕是普通奧氏體不銹鋼難以解決的突出問題。
⑶在許多介質(zhì)中應(yīng)用普遍的2205雙相不銹鋼的耐腐蝕性優(yōu)于普通的316L奧氏體不銹鋼,而超級雙相不銹鋼具有極高的耐腐蝕性,在一些介質(zhì)中,如醋酸,甲酸等甚至可以取代高合金奧氏體不銹鋼,乃至耐蝕合金。
⑷具有良好的耐局部腐蝕性能,與合金含量相當(dāng)?shù)膴W氏體不銹鋼相比,它的耐磨損腐蝕和疲勞腐蝕性能都優(yōu)于奧氏體不銹鋼。
⑸比奧氏體不銹鋼的線膨脹系數(shù)低,和碳鋼接近,適合與碳鋼連接,具有重要的工程意義,如生產(chǎn)復(fù)合板或襯里等。
⑹不論在動(dòng)載或靜載條件下,比奧氏體不銹鋼具有更高的能量吸收能力,這對結(jié)構(gòu)件應(yīng)付突發(fā)事故如沖撞,爆炸等,雙相不銹鋼優(yōu)勢明顯,有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
與奧氏體不銹鋼相比,雙相不銹鋼的弱勢如下:
⑴應(yīng)用的普遍性與多面性不如奧氏體不銹鋼,例如其使用溫度必須控制在250攝氏度以下。
⑵其塑韌性較奧氏體不銹鋼低,冷,熱加工工藝和成型性能不如奧氏體不銹鋼。
⑶存在中溫脆性區(qū),需要嚴(yán)格控制熱處理和焊接的工藝制度,以避免有害相的出現(xiàn),損害性能。
與鐵素體不銹鋼相比,雙相不銹鋼的優(yōu)勢如下:
⑴綜合力學(xué)性能比鐵素體不銹鋼好,尤其是塑韌性,不象鐵素體不銹鋼那樣對脆性敏感。
⑵除耐應(yīng)力腐蝕性能外,其他耐局部腐蝕性能都優(yōu)于鐵素體不銹鋼。
⑶冷加工工藝性能和冷成型性能遠(yuǎn)優(yōu)于鐵素體不銹鋼。
⑷焊接性能也遠(yuǎn)優(yōu)于鐵素體不銹鋼,一般焊前不需預(yù)熱,焊后不需熱處理。
⑸應(yīng)用范圍較鐵素體不銹鋼寬。與鐵素體不銹鋼相比,雙相不銹鋼的弱勢如下:合金元素含量高,價(jià)格相對高,一般鐵素體不含鎳。
綜上所述,可以概括地看出DSS的使用性能和工藝性能的樣貌,它以其優(yōu)越的力學(xué)與耐腐蝕綜合性能贏得了使用者的青睞,已成為既節(jié)省重量又節(jié)省投資的優(yōu)良的耐蝕工程材料。