Pengenalan

Dalam bidang pembuatan kelas atas seperti aeroangkasa, industri tenaga dan kimia, prestasi superalloy secara langsung menentukan kebolehpercayaan dan jangka hayat peralatan. Sebagai perusahaan domestik yang mengkhususkan diri dalam R & D dan pembuatan aloi khas, Qingchuan New Materials (Zhengzhou) Co., Ltd. telah mencapai hasil yang luar biasa dalam R & D dan aplikasi industri superalloy berasaskan nikel-kromium Haynes230 dengan pengumpulan teknologi dan kemampuan inovasi proses. Artikel ini akan menganalisis susun atur teknikal Qingchuan New Materials dalam bidang aloi Haynes230 dari tiga aspek: prinsip teknikal, kawalan proses, dan kes aplikasi.

1. Ciri teknikal dan cabaran R & D aloi Haynes230

Haynes230 adalah aloi suhu tinggi yang diubah suai dengan larutan pepejal berasaskan Ni-Cr. Komponen utamanya merangkumi 57% nikel, 22% kromium, 14% tungsten, dan sejumlah kecil aluminium, titanium dan unsur-unsur lain. Aloi menunjukkan kekuatan suhu tinggi, ketahanan pengoksidaan dan kestabilan terma yang sangat baik di bawah 900 ° C. Modulus elastiknya adalah 240GPa dan ketumpatannya adalah 8.2g/cm³. Ia sesuai untuk bahagian dalam keadaan kerja yang melampau seperti ruang pembakaran enjin aero dan bilah turbin gas. Walau bagaimanapun, kekerasan tinggi (HRC ≥ 35) dan modulus elastik yang tinggi menyebabkan getaran mudah dihasilkan semasa pemotongan, dan suhu tempatan semasa proses pengisaran dapat mencapai lebih dari 800 ℃, yang mudah menyebabkan pengerasan permukaan atau retakan panas.

2. Penyelesaian teknikal bahan baru Qingchuan

1. Kawalan proses peleburan: jaminan kemurnian dan keseragaman komposisi

Bahan baru Qingchuan menggunakan proses dwi peleburan induksi vakum (VIM) peleburan semula slag (ESR), dan kandungan gas (seperti oksigen dan nitrogen) dalam aloi dikendalikan di bawah 15ppm melalui rawatan vakum pelbagai peringkat, dan ukuran kemasukan bukan logam ≤ 10μm. Sebagai contoh, dalam penghasilan penempaan cakera turbin GH4169, proses penuaan dua peringkat (720 ℃ 620 ℃) menjadikan ukuran fasa gamma diedarkan secara merata dalam julat 50-100nm, yang secara signifikan meningkatkan suhu tinggi dan jangka hayat bahan.

2. Pengoptimuman parameter pemotongan dan pengisaran: mengurangkan kesan terma dan keausan alat

Memandangkan sifat kekerasan tinggi Haynes230, Qingchuan New Materials telah mengembangkan perpustakaan parameter pemprosesan khas:

• Parameter pemotongan: Kelajuan gelendong 800-1200r/min, jumlah suapan 0.05-0.1mm/r, kedalaman pemotongan 0.5-1mm, dengan penyejuk tekanan tinggi (tekanan ≥ 5MPa) dapat mengurangkan suhu pemotongan lebih dari 30%.
• Parameter pengisaran: Menggunakan roda pengisaran CBN (ukuran zarah 120 #), kelajuan linear roda pengisaran adalah 25-30 m/s, jumlah umpan adalah 0,01-0,02mm/pas, dan penyejukan emulsi dapat mengurangkan daya pengisaran sebanyak 15%, dan kekasaran permukaan Ra.0.8μm.

3. Inovasi proses rawatan haba: mengatur organisasi dan prestasi mikro

Bahan baru Qingchuan mencapai pemendakan seragam fasa gamma melalui rawatan penuaan larutan pepejal (penyejukan udara 1120 ℃/2 jam 760 ℃/penyejukan udara 16 jam), sehingga kekuatan tegangan bahan pada 1000 ℃ mencapai 620MPa dan pemanjangan ≥ 15%. Sebagai contoh, dalam pengeluaran lembaran ruang pembakaran mesin aero, proses rawatan haba membolehkan bahan tersebut menambah berat badan hanya 0.2mg/cm² setelah ujian pengoksidaan 900 ℃/100 jam, dan prestasi antioksidan telah mencapai tahap maju antarabangsa.

3. Kes aplikasi khas dan pengesahan teknikal

Kes 1: Pembuatan komponen ruang pembakaran enjin aero

Bahan baru Qingchuan menyediakan lembaran ruang pembakaran Haynes230 untuk jenis enjin turbofan tertentu. Dengan mengoptimumkan parameter proses stamping (suhu 950 ℃, ubah bentuk 30%) dan proses kimpalan (kimpalan arka argon dan pengisian wayar), ia telah mencapai lulus bahagian utama. Kadarnya adalah 98.5%. Ujian bangku tanah mengesahkan bahawa komponen tersebut tidak retak setelah kitaran termal 1100 ℃/500 jam, dan kestabilan dimensi lebih baik daripada keperluan reka bentuk.

Kes 2: Pemutus ketepatan bilah turbin gas

Sebagai tindak balas kepada keperluan struktur rongga dalaman yang kompleks dari bilah turbin gas tugas berat tertentu, bahan baru Qingchuan menggunakan teknologi pemejalan arah. Dengan mengawal kecerunan suhu (≥ 50 ℃/cm) dan kadar tarikan (3 mm/min), kawasan kristal utama bilah menyumbang Lebih daripada 85%, jangka hayat keletihan minggu rendah mencapai lebih daripada 10 kitaran, yang 40% lebih tinggi daripada proses pemutus tradisional.

4. Kelebihan teknikal dan nilai industri

Susun atur teknikal Qingchuan New Materials dalam bidang aloi Haynes230 mencerminkan tiga kelebihan:

• Keupayaan kawalan proses penuh: Dari peleburan, penempaan, rawatan haba hingga pemesinan, untuk mencapai pengoptimuman gelung tertutup parameter proses.
• Penyelesaian yang disesuaikan: Menyediakan perkhidmatan pemilihan bahan dan reka bentuk proses mengikut keadaan kerja pelanggan (suhu, tekanan, media).
• Keupayaan penggantian tempatan: Melalui pengoptimuman bahan dan inovasi proses, prestasi produk ditanda aras dengan jenama lini pertama antarabangsa, dan kosnya dikurangkan lebih dari 20%.

Penutup

Oleh kerana peralatan aeroangkasa dan tenaga berkembang ke arah suhu yang lebih tinggi dan kecekapan yang lebih tinggi, permintaan untuk aloi Haynes230 akan terus meningkat. Melalui pelaburan teknologi berterusan dan lelaran proses, Qingchuan New Materials tidak hanya memberikan jaminan material yang boleh dipercayai untuk peralatan kelas atas, tetapi juga menyumbang kepada pengembangan industri superalloy China yang bebas dan terkawal. Di masa depan, dengan penyatuan pembuatan pintar dan teknologi bahan baru, Qingchuan New Materials diharapkan dapat mencapai lebih banyak kejayaan dalam bidang superalloy.