서론

항공 우주, 에너지 및 화학 산업과 같은 고급 제조 분야에서 고온 합금의 성능은 장비의 신뢰성과 수명을 직접 결정합니다. 특수 합금의 R & D 및 제조를 전문으로하는 국내 기업으로서 Qingchuan New Materials (Zhengzhou) Co., Ltd. 는 기술 축적 및 공정 혁신 기능. 이 논문은 기술 원칙, 공정 제어 및 적용 사례의 세 가지 측면에서 Haynes230 합금 분야의 Qingchuan New Materials의 기술 레이아웃을 분석 할 것입니다.

1. Haynes230 합금의 기술적 특성 및 개발 과제

Haynes230 은 변형 된 고온 합금을 강화하는 Ni-Cr 기반 고체 용액이며, 핵심 구성 요소는 57% 니켈, 22% 크롬, 14% 텅스텐을 포함하며 소량의 알루미늄, 티타늄 및 기타 원소를 첨가합니다. 합금은 900 ℃ 이하의 우수한 고온 강도, 내산화성 및 열 안정성을 나타낸다. 탄성 계수는 240GPa 에 도달하고 밀도는 8.2g/cm³입니다. 에어로 엔진 연소실 및 가스 터빈 블레이드와 같은 극한 작업 조건에 적합합니다. 그러나 높은 경도 (HRC ≥ 35) 와 높은 탄성 계수는 절단 중에 진동을 일으키고 연삭 중 국소 온도는 800 ℃ 이상에 도달 할 수있어 표면 경화 또는 열 균열을 일으키기 쉽습니다.

2. Qingchuan 신소재의 기술 솔루션

1. 제련 공정 제어: 순도 및 구성 균일 성 보장

Qingchuan 신소재는 진공 유도 용융 (VIM) 전기 슬래그 재 용융 (ESR) 이중 공정을 채택하고 합금의 가스 함량 (예: 산소 및 질소) 은 다단계 진공 처리를 통해 15ppm 미만으로 제어되며 비금속 함유 물의 크기는 ≤ 10μm 입니다. GH4169 터빈 디스크 단조의 생산에서 2 단계 노화 공정 (720 ℃ 및 620 ℃) 은 감마 상 크기가 50-100nm 범위에서 고르게 분포되어 재료의 고온 지속 수명을 크게 향상시킵니다.

2. 절단 및 연삭 매개 변수 최적화: 열 효과 및 공구 마모 감소

Haynes230 의 높은 경도 특성을 고려하여 Qingchuan New Materials는 특별한 가공 매개 변수 라이브러리를 개발했습니다.

• 절단 매개 변수: 스핀들 속도 800-1200r/min, 공급 속도 0.05-0.1mm/r, 절단 깊이 0.5-1mm, 고압 냉각수 (압력 ≥ 5MPa) 는 절단 온도를 30% 이상 감소시킬 수 있습니다.
• 연삭 매개 변수: CBN 연삭 휠 (입자 크기 120 #) 이 채택되고, 연삭 휠의 선형 속도는 25-30 m/s이며, 공급 속도는 0.01-0.02mm/pass이며, 연삭력은 에멀션 냉각으로 15% 감소 할 수 있습니다. 표면 거칠기 Ra≤ 0.8 μm.

3. 열처리 공정 혁신: 미세 구조 및 특성 규제

Qingchuan 신소재는 고체 용액 + 노화 처리 (1120 ℃/2h 공기 냉각 + 760 ℃/16h 공기 냉각) 를 통해 γ' 단계의 균일 한 침전을 실현하여 1000 ℃에서 재료의 인장 강도가 620MPa 에 도달하고 신장률은 ≥ 15% 입니다. 예를 들어, 에어 엔진 연소 챔버 플레이트의 생산에서 열처리 공정은 900 ℃/100h 에서 산화 테스트 후 0.2 mg/cm만을 얻고 산화 저항은 국제 고급 수준에 도달합니다.

3. 일반적인 신청 사례 및 기술 검증

사례 1: 아에로엔진 연소 챔버 구성 요소 제조

Qingchuan New Material은 특정 유형의 터보 팬 엔진을위한 Haynes230 연소 챔버 플레이트를 제공합니다. 스탬핑 공정 매개 변수 (온도 950 ℃, 변형 30%) 및 용접 공정 (아르곤 아크 용접 + 필러 와이어) 을 최적화함으로써 부품의 첫 번째 통과율은 98.5% 입니다. 지상 벤치 테스트는 구성 요소에 1100 ℃/500h 열 사이클 후 균열이 없으며 치수 안정성이 설계 요구 사항보다 우수하다는 것을 보여줍니다.

케이스 2: 가스 터빈 블레이드의 정밀 주조

중장비 가스 터빈 블레이드의 복잡한 내부 공동 구조 요구 사항을 고려하여 Qingchuan New Material 은 방향 응고 기술을 채택합니다. 온도 구배 (≥ 50 ℃/cm) 와 추출 속도 (3mm/min) 를 제어함으로써 블레이드의 1 차 결정 영역이 85% 이상을 차지하고 낮은 사이클 피로 수명은 10 주기 이상에 도달합니다. 이는 전통적인 주조 공정보다 40% 높습니다.

4. 기술 장점 및 산업 가치

Haynes230 합금 분야의 Qingchuan New Materials의 기술적 레이아웃은 세 가지 주요 이점을 반영합니다.

• 전체 프로세스 제어 기능: 용융, 단조, 열처리에서 가공에 이르기까지 공정 매개 변수의 폐쇄 루프 최적화를 달성합니다.
• 맞춤형 솔루션: 고객 조건 (온도, 스트레스, 매체) 에 따라 재료 선택 및 공정 설계 서비스를 제공합니다.
• 국내 대체 능력: 구성 요소 최적화 및 프로세스 혁신을 통해 제품 성능은 국제 1 차 브랜드와 비교되며 비용은 20% 이상 절감됩니다.

결론

항공 우주 및 에너지 장비가 고온 및 고효율로 개발됨에 따라 Haynes230 합금에 대한 수요는 계속 증가 할 것입니다. 지속적인 기술 투자와 공정 반복을 통해 Qingchuan New Materials는 고급 장비에 대한 신뢰할 수있는 재료 지원을 제공 할뿐만 아니라 중국의 고온 합금 산업의 독립적이고 제어 가능한 개발에 중요한 힘을 쏟습니다. 미래에는 지능형 제조 및 신소재 기술의 통합으로 Qingchuan 신소재가 고온 합금 분야에서 더 많은 혁신을 달성 할 것으로 예상됩니다.