소개: 고정 팽창 합금-하이 엔드 제조를위한 "치수 안정제"

항공 우주 엔진의 터빈 블레이드, 반도체 장비의 정밀 센서 및 원자력 발전소의 제어봉 구동 메커니즘과 같은 시나리오에서 재료는 극한의 온도 변화 하에서 치수 안정성을 유지해야합니다. 철-니켈 고정 팽창 정밀 합금은 열팽창 계수를 정확하게 제어하여이 문제를 해결하는 핵심 재료가되었습니다. Qingchuan New Materials (Zhengzhou) Co., Ltd. 는 "재료 공정 솔루션의 통합 모델 덕분에이 분야에서 고유 한 기술 장벽을 구축했습니다.

기술 분석: 구성 설계 및 프로세스 제어의 이중 혁신

1. 구성 디자인: 니켈 내용의 "황금 비율"
Qingchuan의 4J44 철-니켈 상수 팽창 합금은 니켈 함량을 44% (질량 분율) 로 정확하게 제어하고 평균 선형 팽창 계수 (11.0 ~ 11.5)× 10/℃를 실현함으로써 DM-305 부드러운 유리의 팽창 계수와 완벽하게 일치합니다.-60 ℃ ~ 400 ℃. 화학 성분은 코발트 및 크롬과 같은 값 비싼 원소를 포함하지 않아 성능을 보장하면서 제조 비용을 절감합니다. 예를 들어, 에어로 엔진 센서 하우징의 제조에서, 합금의 팽창 계수는 유리 캡슐화 층의 팽창 계수와 일치하며, 이는 온도 순환에 의해 야기되는 계면 균열을 방지하고 장치 신뢰성을 상당히 개선시킨다.

2. 제련 공정: 순도와 균일성의 소스 제어
Qingchuan은 진공 유도 용융 (VIM) 과 전기 슬래그 재 용융 (ESR) 을 결합하여 가스 함량 (예: 산소 및 질소) 을 ≤ 15ppm 및 포함 크기 ≤ 50μm 로 제어합니다. K418 니켈 기반 캐스트 초합금을 예로 들어 γ' 강화 단계 (Ni (Al,Ti)) 내용은 40% 이상이며 900 ℃에서의 지속적인 강도는 전통적인 과정보다 20% 높습니다. 이 공정 제어 기능은 철-니켈 일정한 팽창 합금의 생산에도 적용되어 일괄 처리 일관성을 보장합니다.

3. 열처리 시스템: 금속 구조의 정확한 제어
Qingchuan은 고체 용액 처리 (2 시간 동안 900 ~ 950 ℃, 빠른 냉각) 및 노화 처리 (4 시간 동안 530 ~ 550 ℃) 를 통해 4J44 합금 (ASTM 5 ~ 8 등급) 의 오스테 나이트 곡물의 균일 한 세련미를 실현했습니다. 실험 데이터에 따르면 200 ° C에서 최적화 된 열처리 된 합금의 저주기 피로 수명은 처리되지 않은 샘플의 저주기 피로 수명보다 3 배 높으며, 이는 원자력 발전소 제어봉 구동 메커니즘의 엄격한 요구 사항을 충족합니다. 재료의 피로 저항.

실용적인 사례: 실험실에서 산업화에 이르기까지 전체 프로세스 검증

1. 항공 우주: 터빈 블레이드의 국내 교체
항공 엔진 기업을 위해 Qingchuan이 맞춤화 한 4J44 합금 터빈 블레이드는 방향 응고 기술을 통해 단결정 구조를 구현하여 횡단 입자 경계에 의한 고온 강도의 약화를 제거합니다. 벤치 테스트에서 블레이드는 크리프 실패없이 1000 시간 동안 950 ℃ 및 300MPa 에서 작동되었으며 성능은 유사한 제품의 국제 수준에 도달했습니다. 이 경우는 마스터 합금 용융에서 정밀 주조 전달에 이르기까지 Qingchuan의 전체 공정 능력을 보여줍니다.

2. 에너지 및 전력 부문: 가스 터빈 밀봉 링의 내식성 업그레이드
무거운 가스 터빈 사용자가 제시 한 "고온 황 부식" 문제를 고려하여 Qingchuan은 4J44 합금의 표면 알루미늄 코팅 공정을 개발했습니다. 황 함유 분위기에서 800 ℃에서의 1000 시간 부식 시험은 코팅이 물질의 중량 손실률을 0.02mg/cm² · h로 감소시켰는데, 이는 코팅되지 않은 샘플보다 훨씬 더 높은 수준이었다. 현재이 솔루션은 중국의 여러 F 급 가스 터빈의 씰 링 제조에 적용되었습니다.

3. 반도체 장비 분야: 진공 챔버의 정밀 가공
반도체 장비 제조업체를 위해 Qingchuan이 제공 한 4J44 합금 진공 챔버는 딥 드로잉 공정을 통해 0.05 mm의 벽 두께 허용 오차를 제어합니다. -196 ℃에서 200 ℃까지의 사이클 온도 시험에서, 공동과 유리창 사이의 밀봉 인터페이스에서 누출이 없으며, 기밀성은 1 × 10 · Pa · m/s에 도달하여 극자외선 리소그래피 (EUV) 의 높은 표준 요구 사항을 충족시킵니다. 진공 환경을 위한 장비.

기술 매개 변수 및 품질 관리 시스템: 데이터 기반 신뢰성 보증

이 회사는 다음을 포함한 주요 매개 변수와 함께 전체 생산 프로세스를 다루는 품질 관리 시스템을 구축했습니다.
-화학 성분: 니켈 함량 44.0 ± 0.2%, 탄소 함량 ≤ 0.05%
-열 확장의 계수: 20 ~ 400 ℃ (11.2 ± 0.3)× 10 이상/℃
-기계적 성질: 어닐링 된 인장 강도 450 ~ 550MPa, 신장 ≥ 30%
-표면 품질: 산화물 필름 두께 3 ~ 7μm, 거칠기 Ra≤ 0.8μm
제품의 각 배치에는 사용자가 추적하고 확인할 수 있도록 화학 성분 분석 보고서, 팽창 계수 측정 곡선 및 금상 검사 사진이 수반됩니다.

결론: 하이 엔드 제조를 가능하게하는 재료 혁신

구성 설계의 정밀도, 공정 제어의 디지털화 및 품질 관리 시스템의 표준화를 통해 Qingchuan New Materials는 철-니켈 고정 팽창 정밀 합금을 실험실 재료에서 대규모로 적용 할 수있는 산업 제품으로 변환합니다. "턴키" 서비스 모델 (3D 모델 설계에서 정밀 주조 전달에 이르기까지) 및 신속한 응답 기능 (비표준 주문 전달주기 ≤ 15 일) 은 항공 우주, 에너지 전력, 반도체 및 기타 분야. 앞으로 방향성 응고, 단결정 성장 및 기타 기술의 지속적인 반복으로 Qingchuan은 더 높은 온도와 더 복잡한 조건에서 재료에 대한 수요를 주도 할 것으로 예상됩니다.