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无锡国劲合金有限公司
无锡国劲合金有限公司
阅读：405发布时间：2017-8-26
无锡国劲合金有限公司专业供应高温、高压、耐蚀合金无缝管、管件产品。公司产品质量稳定，成为核火电厂、石油、化工、汽车等行业供应商。
321、镍基高温合金GH738具有优异的高温强度和良好的抗腐蚀、抗氧化和疲劳性能，工艺塑性良好，组织稳定，可应用于无锡国劲合金有限公司发动机转动部件。但实际服役时，由于承受高温、高应力，特别是启动、停车等，温度急剧变化使得各种瞬态热应力和机械应力加在一起，造成局部塑性变形区产生低周疲劳，从而影响构件的使用寿命。为了合理设计并预计其使用寿命，需要对其低周疲劳行为进行了解和掌握。此外，基于损伤容限设计疲劳裂纹扩展性能也是一项主要指标，对喷射成形GH738合金的疲劳裂纹扩展行为的研究十分重要。本文研究了喷射成形GH738合金的高温低周疲劳行为和疲劳参数的变化对低周疲劳的影响，并探讨了其作用机理。并分别对常温和高温条件下GH738合金的疲劳裂纹扩展性能进行了分析，揭示了高温条件下频率、应力比和温度对疲劳裂纹扩展的影响机理。应变控制下拉压低周疲劳试验研究结果表明：在350℃～550℃范围内，温度升高对GH738合金低周疲劳性能和循环软化硬化行为影响显著，其循环硬化逐渐转变为循环软化，循环寿命有所降低。本试验所采用的频率和波形对GH738合金的疲劳性能影响较小。同时，推导出550℃和650℃的疲劳寿命方程，550℃和650℃条件下GH738合金的低周疲劳寿命遵循Coffin-Manson关系，并对比分析了GH738合金550℃和650℃的疲劳参数的变化。疲劳裂纹扩展试验中，室温（25℃）GH738合金在较高的应力比下疲劳裂纹扩展速率较快。高温条件下GH738合金疲劳裂纹扩展性能受频率、应力比和温度影响，低频时裂纹扩展速率较快，随着频率的增大，裂纹扩展减慢；应力比对疲劳裂纹扩展的影响与室温的变化趋势一致；在400℃和550℃时裂纹长度-循环周次（a-N）曲线发生局部重叠，650℃时变化明显；通过Paris公式进行相应的线性拟合，获得了不同参数下的裂纹扩展速率方程。喷射成形GH738合金的低周疲劳室温和高温疲劳裂纹扩展试验断口形貌区别较大，高温条件下氧化明显，且疲劳裂纹稳定扩展阶段有大量疲劳条带的产生。同时，存在二次裂纹并发现疲劳条带遇到夹杂物时裂纹扩展方向发生偏折。GH4169合金作为一种镍基强化变形高温合金,因其在-253~650℃温度范围内具有良好的综合性能,包括较高的强度、良好的塑性及疲劳性能,而被广泛应用于无锡国劲合金有限公司、航天、能源等重要领域。本文研究了GH4169合金试样经不同变形量冷轧及固溶后的室温力学性能变化规律,分析了δ相对力学性能的影响;并研究了不同冷轧变形量GH4169合金在不同时效制度下δ相含量、形貌及分布情况,zui终建立了基于不同冷变形量的GH4169合金δ相析出动力学模型。对不同变形量的GH4169合金冷轧及固溶试样进行了室温拉伸试验,获得了在冷轧态和固溶态下GH4169合金的室温力学性能变化规律,分析了δ相含量、形貌及分布对合金室温力学性能的影响。研究结果表明:合金的强度随着冷轧变形量的增加而增大;经过固溶处理后,合金强度进一步提高。不同状态下合金的延伸率始终呈现下降的趋势。此外,随着冷轧变形量的增加,δ相含量从3.45%增加到8.93%,其形貌由针状或短棒状逐渐转变为颗粒状,分布由晶界扩散到整个晶内,δ相的析出是合金强度进一步提高的主要原因。经过对冷轧变形量为0%、30%、50%的试样进行不同温度、不同时效时间的时效处理,获得不同冷变形量下δ相的析出规律,研究结果表明:冷轧变形产生的位错促进了δ相的析出,并且缩短了其开始析出的时间;并且其形貌有由针状向颗粒状转变的趋势。zui后建立了基于不同冷轧变形量的GH4169合金δ相析出动力学模型,研究结果表明:不同冷轧变形量GH4169合金δ相含量的变化满足Avrami方程;在同一时效温度下,随着冷轧变形量的增加,δ相的时间指数b减小,而析出速率a随之增加。
GH4169高温合金具有优异的高温强度、塑性以及良好的疲劳性能及抗热腐蚀性能等,被广泛用于无锡国劲合金有限公司工业等领域的关键部件,是目前用量zui大的高温合金。然而在高温合金在生产中,zui终成品的收得率通常只有30%,其余都以料头、浇道、冒口等形式存在,产生高达70%的返回料,造成了资源的浪费。为了节约材料,降低成本,本文以添加不同比例返回料的GH4169合金为研究对象,研究返回料添加比例对GH4169合金成分偏析、组织结构以及力学性能的影响。同时通过热模拟实验,研究返回料的添加对GH4169合金高温流变行为的影响,通过热模拟实验数据构建含有返回料的GH4169合金的本构方程,并建立出合金的热加工图,为返回料的循环再利用提供理论指导。根据GH4169返回料合金室温和高温下的压缩力学实验结果和热模拟实验数据,通过化学成分、物相分析以及微观组织分析观察,主要研究结果如下:(1)返回料的添加比例对GH4169合金中主要元素的偏析程度无明显影响,添加返回料后合金中的氧、氮气体元素的含量明显升高,但与返回料的添加比例并无线性关系。(2)返回料的添加提高了氧、氮含量,形成的难熔夹杂物加剧了Nb元素的偏析,造成了Laves相的聚集和粗化,一定程度上降低了合金的室温屈服强度。合金的高温屈服强度随返回料的增加比例升高先增加而后略有下降,总体上随返回料的添加比例增加呈上升趋势。(3)修正的双曲正弦模型可以较好地描述GH4169返回料合金在热变形过程中流变应力与变形参数间的关系,求得的含有80%返回料的GH4169合金的热变形激活能为?KJQmol/24.412,并建立了合金的本构方程。(4)建立了GH4169返回料合金的热加工图,通过分析,结合生产实际,给出了合金适合的加工的工艺区间:应变速率为10-3~10-2.5s-1、变形温度为1080~1150℃。(5)对热加工图上失稳区域的合金微观组织形貌进行了观察分析,结合元素分析结果,认为返回料的添加使合金中显微疏松的数量增多,导致裂纹扩展源增多,降低了合金的热激活能,同时造成高温变形过程中的流变失稳。
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