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k465合金強度 k465高溫合金化學成分

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K465簡介:

K465是鎳基沉積硬化型等軸晶鑄造高溫合金,參加的鎢元素較多,使用溫度在1050度以下。合金具有較高的高溫強度和較好的耐熱腐蝕功能,適用范圍寬,歸納功能優越。合金的鑄造功能良好,可鑄出形狀雜亂的精鑄件。適合於制作1050度以下作業的燃氣渦輪導向葉片,1000度以下的燃氣渦輪作業葉片和全體渦輪導向器等。

當您有項目有該資料需求的時分,歡迎您對我進行交流,為瞭確保所詢精確合理,請您必須供給下述技能要求:1.交貨狀況:鍛造、擠壓、連鑄、拉制、澆註等;2.外觀狀況:黑皮態、車光態、磨光態、酸洗態;3.尺度規范:公稱尺度、公役范圍、定尺、不定尺、規范尺度;4.質量規范:國.標、GB/T、ASTM、ASME、JIS、DIN、其它;5.訂貨量;6.交貨期。

K465高溫合金圓鋼定尺切開真空鍛煉是鎳基沉積硬化型等軸晶鑄造高溫合金,使用溫度900℃以下。合金中參加(W+Mo+Co)18%、(Al+Ti+Nb+Hf)8%、Cr16%和多種微量元素,進行充沛的固溶強化、沉積強化和晶界強化。合金中的硼元素含量很高,屬於低碳高硼合金,可顯著進步合金的中溫塑性,特別是蠕變塑性。該合金具有良好高溫強度和耐熱腐蝕功能。首要產品為精密鑄造葉片。合金適宜於制作在900℃以下作業的現代發電或艦船用燃氣輪機的渦輪作業葉片等高溫結構件。合金具有優異的耐熱腐蝕功能,並且顯著優於國內外廣泛應用的K438和IN738合金。該合金在90%Na2SO4+10%NaCl混合鹽中進行900℃*300h熱腐蝕的均勻腐蝕速率為0.08mg,均勻腐蝕深度為65.5,而K438合金試樣在同樣環境中會悉數腐蝕。

K465熔煉與鑄造工藝:

選用真空感應爐熔煉母合金,真空感應爐重熔澆註熔模精密鑄造零件和試棒。

K465熱處理準則:

合金的規范熱處理準則為1210℃正負10℃*4h,空冷或者真空控溫冷卻,合金也可鑄態使用。

K465物理功能:

熔點:初熔點1250℃(金相法),1300℃-1338℃(差熱剖析法)

密度:ρ=8.341g/cm3

研討瞭鑄態、熱處理態及含0.02%(質量分數)Mg的K465鎳基鑄造高溫合金的顯微安排、力學功能.研討成果標明∶鑄態K465合金安排首要由γ基體、彌散散佈的瞭相、(y+γ')共晶和碳化物組成,室溫均勻抗拉強度960MP,伸長率6.0%,975℃/230MPa條件下均勻耐久壽數28.1h;經1210℃/4h+空冷的固溶熱處理後,晶界MC硝化物部分轉變為MC碳化物,Y相顆粒尺度減小到0.1-0.2um.合金室溫均勻抗拉強度1055MPa,伸長率4.0%,975℃/230MPa條件下均勻耐久壽數為50.3h;參加0.02%(質量分數)Mg後,合金中MC碳化物球化,室溫均勻抗拉強度990MPa,伸長率5.0%,975℃/230MP條件下均勻耐久壽數為56.3h.

K465合金是XKC6V合金根底上研制的一種合金化程度很高、具有高熱強性的鎳基鑄造高溫合金,其特點是W,Mo,Nb等難熔元素含量較高,具有良好的歸納功能,適用於1050℃以下作業的渦輪發動機作業葉片和導向葉片.有數據顯現,與現有渦輪導向器普遍選用的K424合金比較,K465合金的承溫才能進步瞭50℃左右,可長時間作業在1000~1050℃高溫狀況,在耐高溫才能進步的一起,其高溫強度也有較大起伏增加,900℃以上比強度高出K424合金7%~20%),能夠滿意作業條件關於資料承溫才能的進一步要求.近年來,國內對其做瞭一些相關的研討。

但對其安排的操控還達不到令人滿意的水平.研討證明,微量元素能夠改進高溫合金的安排,進步歸納力學功能).本文在前期成功研制瞭K465合金整鑄渦輪導向器的根底上,分別對鑄態和熱處理態的K465合金顯微安排和力學功能進行瞭研討,並對添加瞭0.02%(質量分數)Mg的K465合金安排和功能進行瞭研討,以期找到有效的改進合金安排、進步力學功能的途徑,為該合金的進一步研討和實踐應用供給牢靠根據。

1試驗辦法

選用ZG0.5型真空感應爐熔煉母合金,然後在ZG0.05/0.1型真空感應爐中重熔澆註規范成形試棒,其化學成分見表1.試棒選用規范熱處理準則∶1210℃×4h,空冷,室溫拉伸試樣和高溫耐久試樣選用規范成形試棒加工而成,作業段尺度為師5mm×25mm,在RD2-3蠕變耐久強度試驗機進行耐久強度試驗,試驗條件為975℃230MPa.功能數據均為2~3根試棒的均勻值.

金相剖析試樣均在每爐試棒的相同部位切取,拋光後在V(硝酸)V(鹽酸)∶V(丙三醇)=1∶2∶6腐蝕劑溶液中進行電解腐蝕測試,電流密度為0.1mA/cm²,時間為5~10s.選用LEICAMEF4A定量顯微圖畫剖析儀、JSM-648OLV掃描電子顯微鏡調查合金的微觀安排,在能譜儀上進行能譜剖析.

2成果和評論

2.1K465合金的力學功能

K465合金的力學功能如表2所示.由表2可知,室溫時鑄態合金均勻抗拉強度為960MPa,斷後伸長率6.0%,975℃230MPa條件下均勻耐久壽數28.1h,耐久伸長率小於3%;經1210℃×4h,空冷的固溶熱處理後,合金室溫均勻抗拉強度升高到1055MPa,伸長率略有下降,為4.0%,但仍滿意技能條件要求,975℃/230MPa條件下的均勻耐久壽數和耐久伸長率分別可達50.3h和4.12%;參加0.02%(質量分數)Mg後,合金室溫均勻抗拉強度為990MPa,伸長率5.0%,975℃230MPa條件下均勻耐久壽數56.3h.合金在通過固溶熱處理後,力學功能有顯著進步,參加微量Mg後合金的耐久壽數也有顯著進步,可見,固溶處理和參加微量元素Mg對合金的歸納力學功能有益。

2.2K465合金的鑄態顯微安排

試驗所得K465合金的鑄態安排如圖1所示。由圖1a可見,基體為γ相,其上彌散散佈有γ'相、(γ+γ')共晶和碳化物.碳化物在晶界和晶內有兩種不同的描摹∶晶界碳化物呈鏈狀散佈,晶內碳化物呈塊狀和短棒狀散佈於枝晶間。能譜剖析(圖1d)成果標明,碳化物中含有大量的鈦和鈮,可確定為MC型碳化物;(y+γ')共晶相散佈於晶界和枝晶間,多為花瓣狀和平板狀,定量金相剖析可知,合金(γ+γ')共晶含量約6%一8%;γ'相彌散散佈於基體上,枝晶幹處γ'相首要為方形,枝晶間γ'相形狀不規則,且略大於枝晶幹處γ'相,圖1c所示為枝晶幹處γ'相,尺度為1~2μm.

2.3K465合金的熱處理態顯微安排

K465合金的熱處理態安排如圖2所示.由圖2能夠看到,經1210℃×4h,空冷的固溶熱處理後,K465合金安排發生瞭較為顯著的變化,基體上散佈有兩種不同尺度的γ'相,大尺度γ'相顆粒約0.5~1μm,小尺度Y'相顆粒約0.1~0.2μm。這首要是由於熱處理時固溶溫度較高,y'相大部分固溶於基體中,部分γ'相沒有徹底溶解,在隨後的空冷過程中,從過飽和的固溶體中析出,因此獲得瞭兩種不同尺度的γ'相顆粒;經固溶熱處理後,(γ+Y')共晶數量有所削減,約為3%~5%,描摹也由有棱角的花瓣狀和平板狀相結合的辦法轉變為邊角比較圓鈍的平板狀(圖2b).由晶界上碳化物的能譜剖析(圖2d)成果可知,碳化物中(W+Mo)含量較高,標明經固溶熱處理後MC碳化物已部分轉變為M,C碳化物.

2.4含0.02%(質量分數)Mg的K465合金的安排

圖3為加人0.02%(質量分數)Mg的合金通過1210℃×4h,空冷的固溶處理後的安排,能夠看到碳化物描摹不同於圖la中鑄態合金中碳化物的描摹;添加0.02%(質量分數)Mg的合金中MC碳化物變為球狀且均勻地散佈在晶內,對其高溫耐久試樣的開裂表面調查顯現,斷面有必定數量的二次裂紋。

2.5評論

鎳基高溫合金首要通過γ'相的沉積共格析出強化,因此γ'相的數量、巨細、形態及其散佈對合金的力學功能起決定性效果。

由文獻【12-15】可知,合金中強化相的效果機制與其描摹及溫度密切相關.本文采取的固溶熱處理溫度為1210℃,溫度較高,擴散系數較大,,合金溶質元素擴散速度較快,擴散比較充沛,從而使低熔點的(γ+γ')共晶相部分固溶到基體相中,所以(γ+Y')共晶的尺度和數量得以削減;一起,合金鑄態時粗大的γ'相大部分固溶,空冷後析出瞭細微的γ'相.1210℃×4h,空冷的熱處理將合金中(γ+γ')共晶安排和γ'相安排細化,為進步合金的歸納力學功能供給瞭有利的安排根底.

K465合金室溫拉伸斷口如圖3b和圖4所示.從圖4能夠看出,K465合金室溫拉伸斷口的開裂辦法為沿枝晶間開裂.在鑄態下,合金的γ'相顆

粒較粗大(圖1c),變形以位錯繞過機制為主,變形阻力比較小,基體較易發生變形,導致裂紋不易形成和擴展,因此開裂前發生瞭較大的塑性變形,所以鑄態下的K465合金強度較低,塑性較高.經固溶熱處理後,細微的γ'相顆粒替代瞭鑄態下粗大的γ'相顆粒,在室溫拉伸條件下,變形時位錯切開機制占主導效果,即位錯切開γ'析出相,變形阻力較大,一起MC碳化物部分轉變為MgC碳化物,也進一步促進合金強度的進步,但MC碳化物的呈現造成必定程度的應力集中,促進裂紋擴展,因此全體上表現為合金的強度有所進步,塑性則有必定程度的下降.參加0.02%(質量分數)Mg的合金中碳化物表現為球狀化,這種球狀的碳化物不僅強化瞭晶內,一起其對晶界的"釘軋"效果顯著進步瞭高溫時合金的耐久壽數,在合金安排上表現為開裂面有必定數量的二次裂紋。

3結論

1)K465合金經1210℃×4h,空冷的固溶熱處理後,安排發生瞭顯著的變化∶γ'相尺度減小、(γ+γ')共晶描摹由有棱角的花瓣狀和平板狀轉變為邊角比較圓鈍的平板狀,MC型碳化物部分轉變為M,,C型碳化物.

2)K465合金經1210℃×4h,空冷的固溶熱處理後,室溫抗拉強度有較大起伏的進步,達1055MPa,斷後伸長率略有下降,為4.0%,970℃/230MPa條件下耐久壽數到達50.3h.

3)K465合金參加0.02%(質量分數)的Mg微量元素,MC碳化物變為球狀,開裂試樣斷面有必定數量的二次裂紋.合金室溫均勻抗拉強度為990MPa,斷後伸長率5.0%,975℃/230MPa條件下均勻耐久壽數56.3h。

4)固溶處理(1210℃×4h,空冷)和參加微量元素Mg(質量分數為0.02%)是有效進步該合金歸納力學功能的辦法。

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