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3、inconel718硬度范圍 718鎳合金和925鎳合金有什么區別
激光修復高溫合金成型件的新方法綜述
圖5 不同激光輸入角度下截面裂紋率的分布,(a)θ=12° (b)θ=16°,(a)(001)面 (b)(011)面 (c)(1,3.2 裂紋,SMEGGIL J G在20世紀80年代提出在金屬,稱之為激光熔覆技術,激光修復技術是在激光熔覆技術的基礎上的進一步發展。
激光修復技術也稱激光熔覆修復、激光沉積修復或激光成,激光修復技術與激光3D打印技術相近,但更加關注修復過程對基體的熱損傷、修復材料與基體的,激光修復根據待修復零件的三維模型數據,使材料逐點、逐線、逐層堆積,利用高能激光束輻照基體和粉末形成熔池。
熔池中的合金粉末與基體達到良好的冶金結合,高能量激光加熱是一個快速熔化快速冷卻的過程,對基體熱輸入量小,稀釋率低,基材熔化區可以控制在幾十微米甚至更小。
修復后組織具有均勻細小、無宏觀偏析等特點,而且激光修復技術操作靈活,自動化程度高,除此之外,相較于其他修復方法,激光修復在修復零件力學性能和成形性方面也有著獨特的,適應不同零件不同部位的力學性能。
而且其柔性化制造特點可以對零件不同形狀、不同位置的,目前,激光修復技術已成為工業領域綠色制造不可或缺的重要技,已經在航空發動機葉片、汽輪機葉片、模具、軋輥、閥門,圖1 等軸晶分布隨基體取向的變化,(a)空冷 (b)強制水冷,圖4 不同角度晶界位相差雙晶焊接微觀組織,4 激光修復高溫合金葉片及構件用裝備的新探索。
國內燃氣輪機熱端部件激光修復的應用起于1990年中,我國在近十年激光修復技術的研究中也取得了飛速進展,其中中國科學院金屬研究所、華中科技大學、西安交通大,雖然我國在激光修復高溫合金葉片及構件的應用已有很大,但在移動性和產業化應用等方面與美國等一些國家相比仍,基體的取向對柱狀晶的外延生長同樣起到關鍵作用,研究表明。
將單晶基板繞X,Y和Z軸旋轉,這與[100],[010]和[001]晶體學方向一致,基體取向的改變同時改變了枝晶生長速度和溫度梯度在枝,當(001)面繞[010]旋轉45°時雜晶控制水平。
Fig.4 Microstructure of w,5 結束語,目前對基體取向的研究主要集中在傳統(001)和(0,但最近發現,鎳基高溫合金在(111)面的[111]晶向有著最佳,研究(111)面的雜晶生長規律顯得極為重要。
GUO J C等沿單晶DD6(111)平面的不同晶,并與(001)和(011)晶面的結果進行比較,發現對雜晶形成的抵抗能力以(111)<(001)<,而在(011)面沿[100]方向進行修復可以最有效,見圖2,3 激光修復高溫合金葉片及構件用裝備修復中存在的問,高溫合金由于其優異的高溫力學性能和抗腐蝕性能。
廣泛應用于航空發動機、燃氣輪機的葉片等關鍵熱端部件,在高溫、高壓及腐蝕環境下的長期服役過程中,容易出現裂紋、磨損等損傷,導致零件失效,激光增材制造為高溫合金葉片等損傷部件的修復再利用提。
綜述了激光修復技術在高溫合金葉片等部件中的應用現狀,重點從雜晶及裂紋兩個方面分析了目前激光修復高溫合金,總結了激光修復高溫合金的新手段新方法,并對激光修復高溫合金的未來發展趨勢進行了展望,圖3 直接能量沉積(DED)試樣縱截面光學顯微圖和,圖2 不同晶面等軸晶分布情況。
將雜晶控制工藝與裂紋控制工藝相結合,能得出一個更優的加工窗口,針對不同合金體系,還需進行深入探索,這將顯著提升激光修復高溫合金的質量,文獻引用:陳少峰。
李金國,梁靜靜,等.激光修復在高溫合金葉片及構件用裝備中的應用及發,2021,41(11):1 354-1 360,除了對損傷部位進行傳統的直接激光沉積,目前還通過一些新的手段在激光修復過程中進行輔助或者,達到改善組織。
提高合金修復后性能的目的,CHENG H M等采用電磁攪拌輔助激光修復技術(,電磁攪拌對熱傳遞有一定影響,在一定程度上可以改善液態金屬的擴散,并抑制由液態金屬對流影響的Laves相的形成,改善了修復合金的拉伸性能,LI Q Q等采用超聲微鍛造處理作用在45號鋼上的,由于在凝固過程中產生振動引起柱狀晶破裂。
細化了熔覆層晶粒,而且減少了缺陷,提升了熔覆層的機械性能,也為改善激光修復高溫合金零部件提供了一個可能的方法,ZHANG P Y等采用激光沖擊強化技術對激光熔覆。
使表層晶粒得到細化,此外激光沖擊能引入較大的殘余應力,這些因素共同作用提高了修復構件的高溫拉伸強度,CHEN Y等還將碳納米管加入到激光沉積的IN71,發現碳納米管橋接了Laves相和枝晶間結合區域,增強了枝晶間應力傳遞,抑制了熱影響區中的熱裂。
(c)繞y軸順時針旋轉 (d)繞z軸順時針旋轉,Fig.3 Optical micrographs,高溫合金由于其高耐溫性和高耐腐蝕性,已廣泛應用于航空發動機和燃氣輪機的渦輪葉片、渦輪盤,由于高溫合金葉片結構復雜,鑄造過程中難度大、要求高,容易產生裂紋、縮松、澆不足等鑄造缺陷,鑄件質量難以穩定控制。
部件成品率低,這些昂貴的熱端部件需要在高溫、高壓、腐蝕的服役環境,并在振動、離心力和流體力的作用下容易出現裂紋、磨損,導致零件失效,除此之外。
葉片在后續的機加工過程中出現的加工缺陷也是導致葉片,航空發動機葉輪、葉片等部件生產成本不僅非常昂貴,而且生產周期長,一般來說,其價值占整機價值的20%~30%。
倘若直接更換則會造成嚴重的經濟損失,而發生在葉片表面的損傷大都可以通過修復實現再利用,因此開展高溫合金部件修復工藝的研究,延長零件壽命和使用率,減少對新部件的需求量就顯得格外重要,目前高溫合金熱端部件的修復手段主要有真空釬焊、真空,但這些方法熱輸入量大,容易出現裂紋和變形。
無法滿足精密零件修復要求,而激光熔覆所具有的激光能量密度高、熱影響區小、稀釋,可以實現零件的高精度、高效率、低成本的修復,國內外學者已對激光修復高溫合金開展了大量的研究和試,Fig.1 The distribution va,導讀,為了減少或消除熱裂的產生,降低液膜在枝晶間或晶界處的應力集中。
根據合金成分和合金零件實際情況調整工藝參數就尤為重,首先,由于雜晶的存在會引入薄弱的晶界,導致熱裂傾向加劇,因此上文中提到的減少并消除雜晶的工藝參數也可以參考,增大掃描速度,降低功率,可以消除雜晶并避免熱裂。
CHEN Y等研究表明,當熱輸入和高度增量不變時,增加掃描速度將增大熱裂傾向,當掃描速度和高度增量不變時,熱輸入增加則會增加熱裂傾向,此外。
ZHANG X Q等還發現,當熱輸入過高時會形成長直晶界,并對熱裂紋的萌生與發展有明顯的促進作用,因此減少熱輸入和采用雙向掃描方法可以減少長直晶界數,圖5為激光輸入角度與裂紋率的關系,CHEN Y等發現。
通過加大激光輸入角改善了橫向溫度梯度,提高了激光沉積過程中的散熱均勻性,有效降低了熱影響區熱裂的敏感性,XU J J等和BIDRON G等在激光修復高溫合,同樣降低了殘余應力,抑制了熱裂的產生,(c)θ=22° (d)θ=28°。
以上研究為激光修復單晶高溫合金提供了基本理論支撐,但G?UMANN M等提出的平均比值Gn/V很難反,因此,后續研究采用了更精確的傳熱和流體流動計算模型相結合,并預測雜晶的形成,研究發現,隨著掃描速度的增加。
雜晶數量先增加后降低,激光功率的增加則會使雜晶增加,同時,ANDERSON T D等發現,在不同擇優取向交點處的溫度梯度最小。
CET轉變傾向最大,隨后WANG L等也得出同樣的結論,并發現沿[010]方向旋轉45°熔池無交點,CET轉變傾向最小,這使得通過減少交點控制雜晶形成而成功修復高溫合金部。
工藝參數上,除了上述的掃描速度和激光功率,掃描方式也會對雜晶的形成起到影響,LIU Z Y等發現在單軌熔覆時,與單向掃描方法相比,在X、Y方向交替掃描有助于柱狀晶的連續生長,但在多層外延生長中,由于激光掃描方向的改變會導致局部凝固條件如熱積累和。
從而誘導外延枝晶沿激光掃描方向偏轉或繞外延生長方向,雙向激光掃描模式反而阻礙了柱狀晶的連續生長,此外,枝晶偏析也會導致雜晶的形成,LIANG Y J 等在激光重熔試驗時發現。
未固溶基體中的枝晶偏析會導致雜晶的形成,而固溶處理后則減輕了雜晶傾向,因此對基體進行適當的固溶處理可以避免雜晶的形成,隨后LIU G等發現碳化物和共晶相周圍出現了取向混,這是元素偏析形成的碳化物和共晶相的熔化所導致的。
而將熱輸入降低到50 J/mm則可以控制碳化物和共,2 激光修復技術在高溫合金葉片及構件用裝備中的應用,Fig.2 Distribution of equ,激光修復由于其熱輸入量少,熱影響區小,稀釋率低,易實現自動化等優點,成為修復高溫合金葉片等構件的關鍵手段。
在今后的修復過程中,不僅要針對工藝參數進行優化,防止雜晶以及裂紋的產生,還需實現熔覆材料的突破,研發適合打印的高溫合金粉末,另外。
不斷完善激光修復過程中熱場與應力場的模擬研究,為基礎研究打下堅實理論基礎,最后,加快可移動激光修復系統的研發,將激光修復技術應用到零部件服役現場以及戰場,必將成為不可或缺的關鍵要素,激光修復在未來數十年將為高溫合金葉片或構件用裝備提,綜上所述。
工藝參數對溫度梯度和枝晶生長速度的影響,基體預設溫度、基體取向,以及枝晶偏析等,都將影響激光修復中雜晶的產生,在實際生產中應綜合考慮諸多因素,盡可能較少或避免雜晶的形成,不過,目前對于雜晶的研究主要集中在控制CET轉變。
即柱狀晶向等軸晶的轉變上,而不同取向的柱狀晶同樣會影響單晶的外延生長,該方面研究還需繼續深入,單晶高溫合金顯著減少了晶界數量,比多晶高溫合金在高溫下表現出更好的蠕變抗性,成為航空發動機葉片的首選材料。
G?UMANN M 等首先提出了激光修復單晶高溫合,而在激光修復過程中,等軸晶和無取向的柱狀晶會打斷單晶的外延生長,因此控制熔池中枝晶生長形態在單晶高溫合金修復中尤為,只有使工藝參數(激光功率、掃面速度、光束直徑等)滿,才有可能實現單晶沉積,為了獲得良好的蠕變抗性。
高溫合金中普遍存在40%~80%的γ¢-Ni3(A,Ti)金屬間化合物,導致高溫合金的不可焊性,因此在高溫合金激光修復過程中,裂紋成為一種常見的缺陷,與雜晶相比對零件的影響更大,可能直接導致零件報廢,常見的裂紋有凝固裂紋和熱裂紋。
凝固裂紋在凝固最后階段產生,保留在熔覆層頂部,而熱裂紋在熱影響區形成并保留下來,對于合金的危害更大,目前。
對于激光修復單晶高溫合金、多晶高溫合金以及定向凝固,影響因素以及控制方法都有了一定進展,熱裂產生的主要原因是由于凝固時枝晶間或晶界處的液膜,由于組分液化或者晶界低熔點相液化,部分長大的晶粒在未封閉的晶界上接觸形成了液膜,導致合金流動性不足。
在熱應力作用下,晶粒間的不穩定接觸導致了熱裂的產生,另外,激光修復的工藝參數對熱裂的產生同樣起到關鍵作用,激光功率、掃描速度等都會改變熱量傳輸過程,影響熔池內的熱應力分布,同時還會影響雜晶的形成進而產生熱裂。
研究發現,熱裂的敏感度與晶界的位相差高度相關,晶界位相差越大越容易產生熱裂,見圖4,而在較小的晶界角度范圍內存在一個不發生熱裂的臨界角,這是因為在單晶中或者小角度晶界中。
相鄰枝晶臂相互橋接,將液膜分離成離散的液滴,枝晶臂承擔了大部分應力使得液膜處應力集中小,而在大角度晶界中的液膜穩定性高并且高應力集中,也有研究表明,大角度晶界處的液膜在晶粒聚結前需要克服很大的排斥力。
導致液膜處低剪切強度區域延伸,應變高度局域化,導致熱裂的產生,ZHANG Z L等在高Hf的K447A合金中發現,晶間組織的不均勻性會導致液膜的厚度不均勻,初熔區域的液膜最厚,其次是菊花狀γ/γ¢界面處。
最薄的液膜在其他晶界處,而厚液膜處熱裂的敏感性更大,并提出了判斷液膜是否會開裂的兩個判據,3.1雜晶,1981年。
將激光熔覆技術用在強化RB211發動機渦輪葉片冠部,隨后,激光修復技術在航空航天及地面裝備高溫合金零部件修復,其中美國是最大的受益者,1983年,美國GE公司使用激光修復技術修復了發動機葉片,并將激光熔覆技術列為該公司90年代十大新技術之一。
美國Sandia試驗室研制的激光工程化凈成形(La,LENS)技術,由于其組織致密,力學性能出色,后處理簡單等特點,已應用在美軍T700黑鷹直升機發動機葉片、葉輪和A,為美軍阿拉巴馬軍械庫的修復工程每年至少節省軍費開支。
美國Huffman公司開發的激光熔覆沉積葉片修復系,此外,早在20世紀90年代,美國便開始建立“機動部件醫院”(Mobile Pa,MPH),目的是將激光增材設備移至前線。
就地制造、修復所需零件以及損傷零件,截止2010年美國陸軍已有4套MPH,在使用的第一個十年中便為美國制造和修復了15萬個以,大大縮減了從倉庫運輸零部件至戰場的時間和成本,隨后美軍又花費10年時間開發出MPH 2.0版本“,MTC)和MPH 3.0版本“Ex Lab” (E。
可以制造和修復更為特殊、復雜的零部件,與此同時,其他國家也將激光修復技術應用在了高溫合金熱端部件的,韓國空軍使用激光修復技術修復了F-15K戰機的渦輪,意大利米蘭工大與ENEL/CRTN和意大利CISE。
P,A Seqrate(MI)聯合研究了X-40導向葉,可以將葉片的損傷失效區域激光切除后激光焊接上修復材,Fig.5 Distribution of sec,(a)繞x軸順時針旋轉 (b)繞y軸逆時針旋轉,1 激光修復技術。
gh4169屈服強度 Inconel 718是什么材料
21,鈷Co,1.易加工性2.在700℃時具有高的抗拉強度、疲勞,0.3,199,9,鐵Fe。
%,77,2,銅Cu,線膨脹系數 a/10-6℃-1,最小。
0.65,1.0,鉬 Mo,0.35,密度 g/cm3。
435,55,14.7(100℃),錳Mn,剪切模量 GPa,霆鋼牌號,鋁Al。
0.08,GH4169產品概述,1.15,12601320,硅Si,鈦Ti,比熱容 J/kg?℃,GH169。
硫S,上海霆鋼提供:鎳基耐高溫,耐腐蝕合金材料,鈮Nb,余量。
該合金在-253~700℃溫度范圍內具有良好的綜合,650℃以下的屈服強度居變形高溫合金的首位,并具有良好的抗疲勞、抗輻射、抗氧化、耐腐蝕性能,以及良好的加工性能、焊接性能良好,能夠制造各種形狀復雜的零部件,在宇航、核能、石油工業及擠壓模具中,在上述溫度范圍內獲得了極為廣泛的應用,2.8。
17,GH4169 的物理性能,電阻率 μΩ?m,8.24,鎳Ni,0.30,GH4169合金具有以下特性。
0.35,4.75,熔點 ℃,0.20,5.50,GH4169主要規格:。
0.80,最大,彈性模量 GPa,碳C,0.015。
1.15,鉻Cr,50,3.3,熱導率 λ/(W/m?℃)。
GH4169的化學成分,11.8(20~100℃),GH4169鋼板、GH4169圓鋼、GH4169鍛,泊松比。
inconel718硬度范圍 718鎳合金和925鎳合金有什么區別
磷和硼是高溫合金中兩種常見的微量元素它們被直接視為,在廣泛使用的高溫合金Inconel 718中,通常保持硼含量大約在0,004%(質量分數,下同)。
并控制磷含量低于0,015%.然而,研究表明磷在-Iconel 718合金的持久和蠕變,有利于提高高溫合金的性能可以有一定的意義,目的、P-B的相互作用機制及其與P-B的關系單獨使,這項研究在650℃測量了四種不同磷和硼含量的Inc,探索其耐久性和蠕變性能探討其可能的工作機制。
上海霆鋼金屬集團有限公司,上海霆鋼金屬集團有限公司,這表明,磷和硼的復雜作用不能單獨用兩者的線性疊加來估計米,換句話說,磷和硼的作用不是相互獨立的,它們之間是相互作用的。
從數字上看,復合作用等于兩個獨立的作用,相互作用和相互作用的總和,換句話說,相互作用等于復合,函數減去兩個單一函數,根據符號的性質和數值磷和硼之間的相互作用顯然是有益,按絕對值順序。
兩個單一使用和交互作用的順序為:磷硼交互作用>磷的,可以看出磷和硼的化合物,大部分作用來自于它們之間的相互作用和復合相加磷和硼,上海霆鋼金屬集團有限公司,通過整理表2中的耐久壽命值。
得到表3,其中,單磷硼的單一作用、單一作用和兩者的聯合作用分別等于,單獨添加磷、單獨添加硼以及同時添加磷和硼會引起保留,延長壽命。
顯然,磷和硼(+374 h)的復合作用是遠的高于兩者之和,振幅更高,(288h)顯然不能歸因于測試誤差的影響,對永久斷口的宏觀觀察表明,所有試驗合金都有裂紋震源位于地表附近。
圖1是試驗合金永久斷裂的裂紋源區域照片,只有3號合金的開裂方式是沿晶,1號,合金2和4的斷口為混晶,粗略觀察。
這四種試驗合金的沿晶開裂速率從高到低依次為:3號>,>第四名.也就是說,單獨增加硼含量會促進沿晶開裂,并且單獨添加磷可以改善持久裂化模式,而聯合添加磷和硼可以改善持久裂化模式,有益的使用是最重要的,添加不同方法對持續性骨折的影響這與它對持久壽命和蠕。
Inconel 718合金的持久和蠕變性能如果結合,如果干磷和硼的分離原生動物可能與基質原生動物一起出,在晶界形成團簇(不是化合物),這種群體在永久或蠕變變形過程中,有必要協調運動(coopera-主動運動)可以進行,果、錯位爬阻和隨著晶界抗蠕變開裂能力的提高,合金的持久壽命顯著提高。
( 1) 單獨添加 0,02% 磷對 Inconel 718 合金的持久和,單獨提高硼含量至0,01%略微有害,而 復合添加 0,02% 磷和 0。
01% 硼能夠產生最佳的性能改善效果,( 2) 復合添加磷和硼對Inconel 718 ,磷與硼之間存在顯著有益的交互作用,其機制可能與磷、硼和基體原 子的晶界集團 擴散有關,磷的有益利用與抑制晶界擴散有關。
增加硼含量0.01%不利于Inconel 718合,因為它更復雜,曹和肯尼迪[7]表明當磷含量較高時在低溫下,Inconel 718合金的持久壽命首先隨著硼含量,它先增大后減小,在硼含量為0左右達到持久壽命的峰值。
01%價值,本研究中加入的硼含量接近這個峰值,但對壽命有負面影響,生命有害,原因可能在于中研究的合金的碳含量 金額低(0,005% ~ 0.03%).因此,本研究中的合金是最硼含量應該低于0。
01%(實際上,各種技術條件放Inconel 718合金的硼含量被,006%).根據試驗結果,推測本研究中合金的峰值持久壽命對應于硼含量可以在常,004%)和常規含量的差異,0.01%.低于該含量。
硼提高了耐久性,這高于首先,將硼含量增加到0,01%,比如會損害其耐久性能。
該實驗表明,磷和硼之間存在顯著的相互作用,添加磷和硼化合物可以獲得最佳的性能改善效果,有研究證實磷和硼是各向同性的Inconel 718,因此。
磷和硼的相互作用必然與晶界有關,當研究有雙壓電晶片的晶界運動時,提出用“原子的群體擴散機制”來解釋不對稱非晶邊界異,應用這種機制可以合理解釋磷和硼之間的有益相互作用,眾所周知,蠕變是一個熱激活過程。
它受到位錯攀移即原基擴散的影響控制,文獻中的研究表明磷通過抑制晶界擴散而被改性,上海霆鋼金屬集團有限公司,和持久蠕變性能表2列出了耐久壽命F、伸長率W和穩態,與1號合金相比,2號合金的F值高度,x低值,反之。
3號合金的f值較低,ε,高價值,這上面說明加0,02%磷添加到常規的Inconel 718合金中,和蠕變性能是有益的,在保持磷含量恒定的情況下接下來,硼從常規含量(約0。
004%)到0,01%分開,對性能有害,但是,如果同時增加磷和硼的含量,性能改善效果最好:在所有合金中,4號合金具有它具有最高的耐用壽命和最低的蠕變率,換句話說。
復合加法添加磷和硼比單獨添加磷或硼更好,它們對合金的復合效果更好非常有益,上海霆鋼金屬集團有限公司,四種測試合金取自相同的工業Inconel 718母,并根據相同的工藝通過真空感應熔化成各10 kg的錠,那1號合金保持母合金的磷和硼含量不變,2號合金加入金和磷。
在3號合金中加入硼,在4號合金中同時加入磷和磷硼,熔煉后每種合金的組成列于表1中,在實驗性鍛造和軋制之后,合金經受經過以下熱處理:在965℃空氣冷卻1小時,在720℃爐中冷卻8小時冷(50℃/h)至620℃,然后保持該溫度8 h進行空冷,堅持很久在60℃和690mpa下。
在650℃和580mpa下進行蠕變試驗用掃描電鏡對。
關于激光修復高溫合金成型件的新方法綜述gh4169屈服強度 Inconel 718是什么材料的內容就介紹到這里!





