上海墨钜特殊钢有限公司
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K825是铬基等轴晶铸造高温合金,塑性高。该合金可在700℃以下长期工作,在1000℃以下短期工作。合金成分简单,不含稀有贵重要素,成本低。与镍基合金相比,熔点高、导热率高、线膨胀系数低、弹性模量高、密度小、耐高温氧化、耐冷热疲劳性能好等优点。主要产品为熔模铸造结构件。
K825应用概况和特性。
合金用于制作航空发动机加力点火器分流器,未涂层经200小时试运行后性能良好,现批量生产。合金也适用于制造700℃以下交变温度场长期工作和1000℃短期工作的铸造结构铸件。合金经800℃*300h时效,组织和性能温度,室温塑性无变化。
K825化学成分
元素 | C | Cr | Ni | W | Ti | V | Mn | Si | S |
质量分数/% | 0.02—0.08 | 余 | 39.50—42.50 | 1.40—1.80 | 0.20—0.40 | 0.200—0.400 | ≤0.50 | ≤0.50 | ≤0.010 |
元素 | P | Pb | Sn | Bi | As | Sb | [N] | [O] | |
质量分数/% | ≤0.015 | ≤0.001 | ≤0.002 | ≤0.0001 | ≤0.005 | ≤0.001 | ≤0.03 | ≤0.02 |
铸造高温合金是指只能用铸造方法成形零件的高温合金。其主要特点是:
1.具有更宽的成分范围,无需兼顾变形加工性能,合金设计可以集中优化其使用性能。镍基高温合金可通过调整成分使γ含量达到60%或更高,在合金熔点达到85%的温度下,合金仍保持良好的性能。2、由于铸造方法所具有的特殊优点,应用领域较为广泛,可根据零部件的使用需求,设计制造出近终形或无馀量的复杂结构和形状的高温合金铸件。根据铸造合金的使用温度,可分为以下三类:
第一类:在-253~650℃使用的等轴晶铸造高温合金等合金在大范围内具有良好的综合性能,特别是在低温下强度和塑性不会下降。航空、宇宙发动机使用量大的K4169合金,其650℃的伸长强度为1000MPa,屈服强度为850MPa,伸长塑性为15%的650℃,620MPa应力下的持续寿命为200小时。用于制作航空发动机中的扩压器箱和宇宙发动机中的各种泵用复杂的构件等。第二类:650~950℃使用的等轴晶铸造高温合金等合金在高温下具有较高的力学性能和耐热腐蚀性能。例如K419合金、950℃时,拉伸强度超过700MPa,拉伸塑性超过6%的950℃,200小时的持续强度极限超过230MPa。这种合金适用于航空发动机涡轮叶片、导向叶片和整铸涡轮。第三类:950~1100℃使用的定向凝固柱晶体和单晶高温合金等合金在该温度范围内具有优异的综合性能和抗氧化、耐热腐蚀性能。例如,DD402单晶合金在1100℃、130MPa的应力下寿命超过100小时。这是国内使用温度最高的涡轮叶片材料,适用于制作新型高性能发动机的一级涡轮叶片。随着精密铸造技术的提高,新的特殊技术也不断出现。细晶铸造工艺、定向凝固工艺、复杂薄壁结构件的CA工艺等都大大提高了铸造高温合金水平,应用范围不断提高。粉末冶金高温合金采用雾化高温合金粉末,经热等静压成型或热等静压后锻造成型的生产技术制造高温合金粉末的产品。采用粉末冶金工艺,由于粉末颗粒细小,冷却速度快,成分均匀,无宏观偏析,而且晶粒细小,热加工性能好,金属利用率高,成本低,特别是合金的屈服强度和疲劳性能大幅提高。FGH95粉末冶金高温合金,650℃拉伸强度1500MPa1034MPa的应力下寿命超过50小时,是目前650℃工作条件下强度水平最高的盘粉末冶金高温合金。粉末冶金高温合金可满足应力水平高的发动机使用要求,是高推重比发动机涡轮盘、压力机盘、涡轮挡板等高温部件的选择材料。氧化物弥散强化(ODS)合金是采用独特的机械合金化(MA)技术,超细(不足50nm)在高温下超稳定的氧化物弥散强化均匀分散在合金基体中,形成的特殊高温合金。其合金强度在接近合金本身熔点的条件下仍可维持,具有优异的高温蠕变性能、优异的高温抗氧化性能、抗碳、硫腐蚀性能。目前实现商业生产的主要有三种ODS合金
MA956合金在氧化氛围中使用温度可达1350℃,居高温合金抗氧化、抗碳、抗硫腐蚀的首位。可用于航空发动机燃烧室内衬里。MA754合金在氧化气氛下使用温度达到1250℃,保持相当高的高温强度,耐中碱玻璃腐蚀。目前用于制作航空发动机导向器的炉渣环和导向叶片。MA6000合金在1100℃的拉伸强度为22MPa,屈服强度为192MPa的1100℃,1000小时的持续强度为127MPa,居高温合金的首位,可用于航空发动机叶片。金属间化合物高温材料金属间化合物高温材料是最近研究开发的重要应用前景比重高温材料。十几年来,金属间化合物的基础研究、合金设计、技术流程的开发和应用研究成熟,特别是在Ti-Al、Ni-Al和Fe-Al系材料的制备加工技术、韧性和强化、力学性能和应用研究方面取得了引人注目的成果。Ti3Al基金(TAC-1)、TiAl基金(TAC-2)、Ti2AlNb基金具有低密度(3.8~5.8g/cm3)、高温高强度、高钢度、优良的抗氧化、抗蠕变等优点,结构部件35~50%Ni3Al基金、MX-246具有良好的耐腐蚀性、耐磨性和耐气蚀性,显示出良好的应用前景。Fe3Al基金具有良好的抗氧化耐磨性能,中温(600℃以下)强度高,成本低,是可部分替代不锈钢的新材料。
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