บทนำ: โลหะผสมที่ขยายตัวคงที่-"โคลงมิติ" ที่ผลิตในระดับไฮเอนด์

ในสถานการณ์ต่างๆเช่นใบพัดกังหันของเครื่องยนต์การบินและอวกาศเซ็นเซอร์ความแม่นยำของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์และกลไกการขับเคลื่อนแกนควบคุมของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์วัสดุจำเป็นต้องรักษาเสถียรภาพของมิติภายใต้การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่รุนแรงโลหะผสมที่มีความแม่นยำในการขยายตัวคงที่ของเหล็ก-นิกเกิลได้กลายเป็นวัสดุหลักในการแก้ปัญหานี้โดยการควบคุมค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนอย่างแม่นยำ Qingchuan New Materials (Zhengzhou) Co., Ltd. ได้สร้างอุปสรรคทางเทคนิคที่ไม่เหมือนใครในสาขานี้โดยอาศัยรูปแบบ "โซลูชันกระบวนการวัสดุ" แบบบูรณาการ

การวิเคราะห์ทางเทคนิค: ความก้าวหน้าสองครั้งในการออกแบบส่วนผสมและการควบคุมกระบวนการ

1. การออกแบบส่วนผสม: "อัตราส่วนทองคำ" ของปริมาณนิกเกิล
โลหะผสมเหล็ก-นิกเกิลคงที่4J44ของชิงฉวนควบคุมปริมาณนิกเกิลได้อย่างแม่นยำที่44% (เศษส่วนมวล) และบรรลุค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเฉลี่ย (11.0 ~ 11.5)× 10 ⁻ ⁶/℃ ซึ่งเข้ากันได้ดีกับค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวของแก้วอ่อน DM-305องค์ประกอบทางเคมีไม่มีองค์ประกอบราคาแพงเช่นโคบอลต์และโครเมียมซึ่งช่วยลดต้นทุนการผลิตในขณะที่มั่นใจในประสิทธิภาพตัวอย่างเช่นในการผลิตเปลือกเซ็นเซอร์เครื่องยนต์อากาศค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวของโลหะผสมจะสอดคล้องกับชั้นบรรจุภัณฑ์แก้วซึ่งจะหลีกเลี่ยงการแตกร้าวของส่วนต่อประสานที่เกิดจากวัฏจักรอุณหภูมิและปรับปรุงความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์อย่างมีนัยสำคัญ

2. กระบวนการหลอม: การควบคุมแหล่งที่มาของความบริสุทธิ์และความสม่ำเสมอ
ชิงฉวนใช้กระบวนการรวมการหลอมด้วยการเหนี่ยวนำสูญญากาศ (VIM) และการหลอมด้วยไฟฟ้า (ESR) เพื่อควบคุมปริมาณก๊าซ (เช่นออกซิเจนและไนโตรเจน) ที่ ≤ 15ppm และขนาดรวม ≤ 50μm ยกตัวอย่างซูเปอร์อัลลอยด์ที่ใช้นิกเกิล K418เนื้อหาของเฟสที่เสริมแรงด้วยแกมมา (Ni₃(Al,Ti)) มากกว่า40% และความแข็งแรงที่ยาวนานที่900 ° C สูงกว่ากระบวนการแบบเดิม20% ความสามารถในการควบคุมกระบวนการนี้ยังใช้ในการผลิตโลหะผสมเหล็ก-นิกเกิลที่ขยายตัวคงที่เพื่อให้แน่ใจว่ามีความสอดคล้องกันของประสิทธิภาพระหว่างแบทช์

3. ระบบบำบัดความร้อน: การควบคุมองค์กรโลหะอย่างแม่นยำ
ผ่านการบำบัดสารละลายของแข็ง (900 ~ เย็นเร็วหลังจากผ่านไป2ชั่วโมงหลังจากการเก็บรักษาความร้อนที่950 ℃) และการรักษาอายุ (530 ~ การเก็บรักษาความร้อนที่550 ℃ เป็นเวลา4ชั่วโมง) ชิงฉวนตระหนักถึงการปรับแต่งเม็ดออสเทนนิติกในโลหะผสม4J44อย่างสม่ำเสมอ (ASTM 5 ~ ระดับ8) ข้อมูลการทดลองแสดงให้เห็นว่าอายุการใช้งานของโลหะผสมที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อนที่ดีที่สุดจะสูงกว่าตัวอย่างที่ไม่ผ่านกระบวนการถึง3เท่าที่อุณหภูมิ200 ° C ซึ่งเป็นไปตามข้อกำหนดที่เข้มงวดของกลไกการขับเคลื่อนแกนควบคุมของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์สำหรับความต้านทานความล้าของวัสดุ

กรณีปฏิบัติ: การตรวจสอบกระบวนการทั้งหมดตั้งแต่ห้องปฏิบัติการไปจนถึงอุตสาหกรรม

1. สาขาการบินและอวกาศ: การเปลี่ยนใบพัดกังหันในท้องถิ่น
ใบพัดกังหันโลหะผสม4J44ที่ปรับแต่งโดย Qingchuan สำหรับบริษัทเครื่องยนต์แอโรทำให้เกิดโครงสร้างผลึกเดี่ยวผ่านเทคโนโลยีการแข็งตัวแบบกำหนดทิศทางซึ่งช่วยลดการลดลงของความเข้มอุณหภูมิสูงโดยขอบเขตเกรนด้านข้างในการทดสอบม้านั่งใบมีดทำงานอย่างต่อเนื่องเป็นเวลา1,000ชั่วโมงที่950 ℃ และความเค้น300MPa โดยไม่มีความล้มเหลวในการคืบและประสิทธิภาพของมันถึงระดับสากลของผลิตภัณฑ์ที่คล้ายคลึงกันกรณีนี้ตรวจสอบความสามารถของ Qingchuan ในกระบวนการทั้งหมดตั้งแต่การหลอมโลหะผสมแม่ไปจนถึงการส่งมอบการหล่อที่มีความแม่นยำ

2. พลังงานและพลังงาน: การอัพเกรดความต้านทานการกัดกร่อนของแหวนปิดผนึกกังหันก๊าซ
เพื่อตอบสนองต่อปัญหา "การกัดกร่อนของกำมะถันที่อุณหภูมิสูง" ที่เกิดขึ้นโดยผู้ใช้กังหันก๊าซสำหรับงานหนัก Jinchuan ได้พัฒนากระบวนการเคลือบอลูมิไนด์พื้นผิวโลหะผสม4J44การทดสอบการกัดกร่อน1,000ชั่วโมงที่อุณหภูมิ800 ° C และบรรยากาศที่มีกำมะถันแสดงให้เห็นว่าการเคลือบช่วยลดอัตราการสูญเสียน้ำหนักของวัสดุเป็น0.02มก./ซม. ² · h ซึ่งเป็นลำดับความสำคัญที่สูงกว่าตัวอย่างที่ไม่เคลือบในปัจจุบันโซลูชันนี้ได้ถูกนำไปใช้กับการผลิตแหวนปิดผนึกของกังหันก๊าซ F-class หลายตัวในประเทศจีน

3. สาขาอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์: การประมวลผลที่แม่นยำของช่องสูญญากาศ
Qingchuan จัดหาช่องสูญญากาศโลหะผสม4J44สำหรับผู้ผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์โดยตระหนักถึงการควบคุมความคลาดเคลื่อนของความหนาของผนัง ± 0.05มม. ผ่านกระบวนการเจาะลึกในการทดสอบอุณหภูมิหมุนเวียนตั้งแต่-196 ° C ถึง200 ° C ไม่มีการรั่วไหลบนอินเทอร์เฟซการปิดผนึกของโพรงและหน้าต่างกระจกและความหนาแน่นของอากาศถึง1 × 10 ⁻ ¹ ¹ Pa · m³/s ซึ่งเป็นไปตามข้อกำหนดของการพิมพ์หินอัลตราไวโอเลต (EUV) ข้อกำหนดมาตรฐานระดับสูงของอุปกรณ์สำหรับสภาพแวดล้อมสูญญากาศ

พารามิเตอร์ทางเทคนิคและระบบควบคุมคุณภาพ: การรับประกันความน่าเชื่อถือที่ขับเคลื่อนด้วยข้อมูล

ชิงฉวนได้จัดตั้งระบบควบคุมคุณภาพที่ครอบคลุมกระบวนการผลิตทั้งหมดพารามิเตอร์หลักได้แก่:
-องค์ประกอบทางเคมี: นิกเกิล44.0 ± 0.2%, คาร์บอน ≤ 0.05%
-ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน: 20 ~ ภายในช่วง400 ℃ (11.2 ± 0.3)× 10 ⁻/℃
-คุณสมบัติเชิงกล: ความต้านทานแรงดึงของสถานะการหลอม450 ~ 550MPa, การยืดตัว ≥ 30%
-คุณภาพพื้นผิว: ความหนาของฟิล์มออกไซด์3 ~ 7μm, ความหยาบ Ra≤ 0.8μm
ผลิตภัณฑ์แต่ละชุดจะมาพร้อมกับรายงานการวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีเส้นโค้งการวัดค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวและภาพถ่ายการตรวจสอบโลหะวิทยาเพื่อให้แน่ใจว่าผู้ใช้สามารถตรวจสอบย้อนกลับและตรวจสอบได้

สรุป: นวัตกรรมวัสดุช่วยเพิ่มขีดความสามารถในการผลิตระดับไฮเอนด์

Qingchuan New Materials เปลี่ยนโลหะผสมที่มีความแม่นยำในการขยายตัวคงที่ของเหล็ก-นิกเกิลจากวัสดุในห้องปฏิบัติการเป็นผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมที่สามารถใช้งานได้ในปริมาณมากผ่านความแม่นยำของการออกแบบส่วนผสมการทำให้เป็นดิจิทัลของการควบคุมกระบวนการและการกำหนดมาตรฐานของระบบควบคุมคุณภาพรูปแบบบริการ "แบบครบวงจร" (ตั้งแต่การออกแบบโมเดลสามมิติไปจนถึงการจัดส่งแบบหล่อที่มีความแม่นยำ) และความสามารถในการตอบสนองที่รวดเร็ว (รอบการจัดส่งคำสั่งซื้อที่ไม่ได้มาตรฐานคือ ≤ 15วัน) ซึ่งเป็นกุญแจสำคัญในการแปลอุปกรณ์ระดับไฮเอนด์ในด้านการบินและอวกาศพลังงานและพลังงานเซมิคอนดักเตอร์และสาขาอื่นๆการสนับสนุนวัสดุในอนาคตด้วยการทำซ้ำอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีเช่นการแข็งตัวตามทิศทางและการเติบโตของผลึกเดี่ยว Qingchuan คาดว่าจะเป็นผู้นำในความต้องการวัสดุสำหรับอุณหภูมิที่สูงขึ้นและสภาพการทำงานที่ซับซ้อนมากขึ้น