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1、(GH26)R26航空渦輪發(fā)動機用緊固件,螺栓,螺母
(GH26)R26航空渦輪發(fā)動機用緊固件,螺栓,螺母
3.0,39.0,法國高溫合金:,0.08,B。
密度:8.2,ATVSMo ATVS2 ATVS7 ATVS7M,GH2026(GH26)R26沉淀硬化型變形高溫合,2.5,405 406 409 430 434 439 1,L-605 Haynes151 J-1650 MA,合金在中溫下具有良好的塑性,在長期使用中會降低零件因持久和蠕變造成的斷裂。
合金在使用溫度范圍內(nèi)經(jīng)長期時效或長期應(yīng)力時效后,均未發(fā)現(xiàn)TCP有害相,Mn,C,GH2026是Fe-Ni-Co-Cr基沉淀硬化型變,長期使用溫度范圍540℃-570℃,最高使用溫度可達677℃,合金加入鉻、鉬元素進行固溶強化。
加入高鈦、低鋁元素形成γ'時效強化相,同時鈷元素使鈦、鋁在固溶體中的溶解度降低,促使γ'相析出量增加,從而提高γ'的熱穩(wěn)定性,降低γ'相的堆垛層錯能,合金的綜合性能優(yōu)越,具有優(yōu)異的抗應(yīng)力松馳性能和抗蠕變性能,沒有缺口敏感性。
適于制作螺栓、汽封彈簧片、密封環(huán)、銷釘?shù)攘慵?,主要產(chǎn)品有熱軋棒材、鍛制棒材、熱軋板材和冷軋薄板等,中國高溫合金號:,0.03,S,元素,英國高溫合金:。
NCF600 NCF601 NCF750 NCF7,Mo,16.0,Si,德國高溫合金:,1.0,F(xiàn)e,0.25。
35.0,Bal,熱處理制度,Al,0.01,1.5。
時效處理 815℃保溫20小時水冷+730℃保溫2,美國高溫合金:,2.5,0.001,最小,固溶處理 1025℃,快冷,P。
Cr,日本高溫合金:,N75 N80A N90 N105 N115 N1,最大,Ti,合金已用于制作地面汽輪機用緊固件,在540℃-570℃蒸汽條件下可工作10萬余小時,使用情況良好。
相近合金國外用于制作航空渦輪發(fā)動機緊固件和葉片,22.0,Ni,3.5,18.0,GH1015 GH1016 GH1035 GH10,20.0,NiMo16Cr NiCr22Mo NiCr21F。
NiFe20Cr15 G-X50CrNi3030 ,NiCr20 NiCr10 X10NiCrAlTi,0.03,Co。
基于焊接的鎳基高溫合金增材再制造技術(shù)
鎳基高溫合金憑借其耐高溫、耐腐蝕、耐復(fù)雜應(yīng)力等性能,在制作渦輪發(fā)動機工作葉片、導向葉片、飛機發(fā)動機以及,也因此被稱作“發(fā)動機的心臟”,但當這些零部件在高溫、復(fù)雜應(yīng)力,特別 是在海水中等復(fù)雜環(huán)境下工作時,容易產(chǎn)生裂紋、磨損、斷裂和腐蝕等。
致使零部件大量報廢,采用增材再制造技術(shù)對廢舊零部件“再制造”,可使其價值得到最大程度的發(fā)揮,獲得巨大的經(jīng)濟收益,1.2等離子弧焊,1 焊接工藝,2)隨著冷卻速度的加快。
碳化物逐漸向小塊狀轉(zhuǎn)變,尺寸也隨之減小,1)冷卻速度較低時,碳化物呈 鏈狀分布在枝晶間,呈大塊狀相連,1.1 鎢極氬弧焊,為了對比在不同焊接工藝下快 速成形的綜合有效性。
Martina等利用直接成形的寬度、層間高度等參數(shù),結(jié)果表明:PAR 比GTAW和LDF直接成形都具有,不同 焊接工藝成形性對比如圖2所示,總之,基于不同焊接工藝的增材再制造技術(shù)各有特點:GTAW,但其輸入熱量大、零件成形精度不高,脈沖LDF熱輸入量小、焊接熱影響區(qū)小,且成形效果優(yōu)良。
但其設(shè)備價格昂貴,PAR技術(shù)在設(shè)備成本上相較于LDF具有顯著優(yōu)勢,其沉積效率約為98%,最大沉積率可達到1.8kg/h,成形零件的有效寬度和沉積率高于GTAW和LDF,3)過高的功率會使熱積累加大,從而使試樣產(chǎn)生織構(gòu),柱狀晶外側(cè)界面容易產(chǎn)生熱裂紋。
相反,GTAW和PAR在提供高熱輸入量的同時,會增大焊后熱影 響區(qū),惡化成形后工件組織性能,采用脈沖工藝,則可利用脈沖峰值電流熔化基材、基值電流維弧,通 過峰值電流與基值電流的交替變化可有效地分散焊接。
從而減小焊接熱影響區(qū),Balachandar等研究表明:利用合適的脈沖工,可以有效地減少GTAW的焊接熱影響區(qū),從而在提高焊接接頭力學性能的同時,也提高并穩(wěn)定了焊接接頭硬度值,甚至力學性能優(yōu)于焊接熱處理后的力學性能。
Chen等采用脈沖工藝對比分析了小孔PAR和GTA,結(jié)果發(fā)現(xiàn):脈沖等離子弧焊可有效地減小焊接熱影響區(qū)寬,且使熔合區(qū)的金屬組織更為致密,2.1 成形件組織特征,烏日開西·艾依提采用PAR技術(shù)研究了不 同掃描路徑,結(jié)果發(fā)現(xiàn):沿掃描路徑平行方向的試件抗拉強度高于其他。
且塑性最優(yōu),這表明成形件在宏觀上具有各向異性,席明哲等采用多向組合方式(不同方向交替熔 覆)得出,試件的抗拉強度優(yōu)于焊絲,而前者塑性低于焊絲,Liu等根據(jù)不同沉積路徑的變化對Inconel71,結(jié)果發(fā)現(xiàn):單一沉積路徑和變化沉積路徑得到的試樣抗拉。
但是前者的延伸率明顯低于后者,在特定路徑條件下,增材再制造所得的成形件在性能上呈現(xiàn)出各向異性,因此垂直于成形方向上增材部分與基體結(jié)合處的力學性能,但目前國內(nèi)在此方面的研究較少,3)聚集狀態(tài)類似于碳化物。
而隨著冷卻速度的加快,呈彌散分布且尺寸逐漸減小,與采用激光焊接電源相比,PAR具有絕對的成本優(yōu)勢,據(jù)資料顯示:常見激光焊接電源一般價格在50萬美元左,而等離子弧焊接電源價格則只有7000美元。
不足激光焊接電源價格的2%,與GTAW相比,PAR的工藝調(diào)節(jié)較為繁瑣,主要包括噴嘴結(jié)構(gòu)、電極內(nèi)縮量、離子氣流量、焊接電流,其中:噴嘴結(jié)構(gòu)和電極內(nèi)縮量是其他工藝參數(shù)選擇的前提。
通常根據(jù)材料種類和成形條件來確定,離子氣流量決定了等離子弧的穿透力,離子氣流量越大,電弧穿透能力越強,4)在試樣頂部則出現(xiàn)了由柱狀晶向等軸晶轉(zhuǎn)變的過渡區(qū),二是研究垂直于成形方向上增材部分與基體結(jié)合處的力學,避免各向異性帶來的不利影響,基于焊接的增材再制造成形技術(shù)是一個受多參 數(shù)影響的。
都會對微觀組織的形態(tài)、 晶粒生長方式、晶界夾雜以及,進而影響鎳基高溫合金的整體性能,國內(nèi)外學者對此作了大量深入的比較研究,3)在試樣上部出現(xiàn)了較為發(fā)達的二次橫枝,枝晶間距明顯增大,其建立在數(shù)控CAD/CAE/CAM 、焊接、新材料,核心理念是“逐層疊加、分層成形”,自20世紀開始。
美國就在B-52轟炸機和M1坦克等軍用裝備上進行了,并將武器系統(tǒng)的更新?lián)Q代和再制造技術(shù)列為國防科技重點,國內(nèi)也成功地將增材 再制造技術(shù)應(yīng)用在各種軍用裝備上,產(chǎn)生了巨大的 經(jīng)濟效益,由于增材再制造技術(shù)本身還不夠成熟,目前研 究尚處于初級階段,因此存在許多亟待解決的問題,為此。
對基于焊接的增材再制造技術(shù)研究現(xiàn)狀進行簡要介紹,通過對比不同焊接工藝,提出未來發(fā)展的研究熱點,最后,通過一層一層向上疊加的方式直接快速加工 出缺損部分,費群星等研究了LDF不同工藝參數(shù)對試件 組織和性能,結(jié)果發(fā)現(xiàn):。
1.3激光熔覆成形,徐富家采用PAR成形了Inconel625薄壁零件,如圖4所示,結(jié)果表明從底部到頂部組織呈現(xiàn)不 同的形態(tài)特點:,作者:王凱博,呂耀輝,徐濱士,孫 哲 (裝甲兵工程學院裝備再制造技術(shù)國防科技重點。
首先,利用數(shù)字加工的一些原理掃描出零部件的3維數(shù)字模型,Ganesh等 在 研究工藝參數(shù)對成形性能影響時發(fā),促使組織形態(tài)發(fā)生明顯變化,形成柱狀枝晶和胞狀晶的混合形態(tài),徐富家等研究峰值電流、脈沖頻率、焊接速度和送絲速度。
析出的Laves相和金屬碳化物呈彌散分布特征,增大脈沖頻率或降 低送絲速度會使組織粗大,Laves相和金屬碳化物增多,且呈連續(xù)分布特征,上述研究結(jié)果反映了增材再制造過程中循環(huán)熱輸入產(chǎn)生的,但是均采用定性描述,缺乏對熱積累效應(yīng)的定 量研究,編輯:南極熊。
1)提高成形件精度,減小熱影響區(qū),引入脈沖 工藝,通過調(diào)控峰值電流、基值電流、脈沖頻率、占空 比等工,準確控制增材再制造熱輸入量及冷卻速率,從而較好地控制熔池尺寸,提高成形精度,2.2.2 熱輸入。
一是研究枝晶的大小、分布及間距與冷卻速率和熱輸入的,3發(fā)展與展望,三是研究再制造過程中循環(huán)熱輸入產(chǎn)生的熱積累效應(yīng)對成,降低有害Laves相的析出,從而提高成形件的力學性能,以等離子弧為焊接熱源的增材再制造方法稱為等離子增材,PAR),其中。
等離子弧是一種壓縮的鎢極氬弧,鎢極氬弧最高溫度為10000~24000K,能量密 度小于104W/cm2,而等離子弧的溫度高達24000 ~50000K,能量密度可達106~108W/cm2,依靠噴嘴的機械壓縮作用,同時伴隨著最小電壓原理 產(chǎn)生的熱壓縮以及弧柱本身的。
使等離子 弧的能量密度遠遠超過鎢極氬弧,甚至能夠達到激光的能量密度,圖1為二者電弧形態(tài)的對比,自由電弧的擴散角約為45°,等離子弧則僅有5°,2)優(yōu)化成形件組織,影響GTAW工藝的因素主要有焊接電流、鎢極直徑、弧,其中:焊接電流是決定GTAW焊縫成形的關(guān)鍵參數(shù)。
當其他條件不變時,焊接電流的增加可導致電弧壓力、熱輸入及弧柱直徑增加,使焊縫熔深、熔寬增大,弧長范圍通常為0.5~3.0mm,當成形件變形小時,弧長取下限,否則取上限。
焊接速度是調(diào)節(jié)GTAW熱輸入和焊道形狀的重要參數(shù),焊接電流確定后,焊速有相對應(yīng)的取值范圍,超過該范圍上限,易出現(xiàn)裂紋、咬邊等缺陷,2.2.3冷卻速度,然后,對數(shù)字模型進行后處理。
得出缺損部分的3維數(shù)字模型,2組織與性能,2.2工藝參數(shù)對組織性能的影響,何紹華利用Inconel718合金通過LDF得到了,對其沉積態(tài)組織進行深入分析得出:熔覆 層組織是由具,生長 方向為由基體向外。
并且在枝晶間有Mo、Nb等元素的偏析及少量碳化物生,這對基體的拉伸強度產(chǎn) 生不良影響,試驗測得沉積態(tài)試樣室溫情況下的拉伸強度不足變形合金,而經(jīng)過熱處理工藝后,晶粒被細化,消除了部分枝晶偏析,較好地提高了試件的屈服強度和抗拉強度,這與美國Dinda等的研究結(jié)果相似。
后者發(fā)現(xiàn)沉積態(tài)柱狀晶能夠定向生長,為沿著沉積軌跡高度向上,不同的熔池 冷卻速率是導致成形件從下到上組織不均勻,如圖3所示,同時,Dinda等研究發(fā)現(xiàn):在熱處理時,在1200℃的溫度下柱狀枝晶能夠轉(zhuǎn)變成 等軸晶。
且在700℃下γ'和γ″相的析出使試樣的顯微硬度增,2)當加大激光功率、增加熱輸入量時,可觀察到晶粒的跨層生長現(xiàn)象,重熔區(qū)厚度顯著增大,鎢極氬弧焊(GasTungstenArcWeldi,GTAW)是以鎢棒作為電弧一極的氣體保護電弧焊,其應(yīng)用非常靈活,尤其是與激光熔覆相比。
可以更容易地處理銅、鋁、鎂等有色金屬的增材再制造,此外,其弧長及電弧穩(wěn)定性好,焊接電流下限不受焊絲 熔滴過渡等因素制約,最低焊接電流可用到2A,但它自身仍有一些不足:一方面,鎢極的承載能力有 限,過大電流容易使鎢極燒損。
從而限制了熔深,另 一方面,隨著電流的增大,鎢極電弧的發(fā)散變得嚴重,使得熔池成形之后塌陷,嚴重影響成形質(zhì)量。
增材再制造技術(shù)就是利用增材制造技術(shù)對廢舊 零部件進,由于GTAW熱輸入量較小、能量密度較低,因此成形件受熱過程中冷卻速度低于PAR、LDF,王威等系統(tǒng)研究了不同冷卻速度對Inconel718,如圖5所示,上述結(jié)果表明:。
1)底部組織呈現(xiàn)細小的胞狀晶,沒有發(fā)達的二次枝晶,Yin等提 出碳化物的析出量和析出形態(tài)均會對合金的,彌散分布且尺寸較小的碳化物形貌更優(yōu),當Laves相尺寸每減小1μm時。
室溫斷面收縮率就可提高2.5%,目前還無相關(guān)報道證明 完全消除Laves相是可行的,因此探討工藝參數(shù)對Laves相尺寸數(shù)量的定量影響關(guān),以激光為熱源的增材再制造成形技術(shù)通常被稱為激光熔覆,LDF),是目前發(fā)展最為廣泛的增材制造技術(shù)之一,控制LDF成形質(zhì)量的因素主要有激光功率、掃描速度、。
與GTAW和PAR相 比,LDF成形過程需要考慮粉末對激光的吸收率,當送粉量一定時,可通過調(diào)節(jié)激光功率和掃描速度來獲得所需的激光能量,LDF的顯著特點是能量密度高、電弧熱量集中、焊接熱,但焊后有很高的殘余應(yīng)力,因此多 采用脈沖方式調(diào)節(jié)激光的熱輸入。
目前的研究結(jié)果表明:采用脈沖激光熔覆成形可獲得稍低,能對焊接成形有更好的控制,2.2.1 掃描路徑,1)沿沉積方向的重熔區(qū)截面呈片狀,多為柱狀晶。
且晶粒向上呈放射狀生長,文獻作者研究發(fā)現(xiàn):在增材再制造過程中,溫度梯度增加、冷卻速度增大、熱輸入量減小都可以使組,從而使晶粒變得十分細小,也使整體組織更為細密。
試驗測得這種情況下成形件的拉伸力學性能有所提升,上述研究結(jié)果表明:冷卻速率和熱輸入量的變化是沉積態(tài),且大多都是定性的描述,對枝晶的大小、分布及間距與冷卻速率和熱輸入的定量關(guān),2)中部組織為明顯的胞狀枝晶形態(tài),并且枝晶間距增大,針對增材再制造技術(shù)工藝及組織性能的特點。
未來研究熱點將集中在以下方面:。
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