บทนำ: ตำแหน่งทางเทคนิคของโลหะผสม Haynes230

Haynes230เป็นซูเปอร์อัลลอยด์ที่ใช้นิกเกิลด้วยความแข็งแรงของอุณหภูมิสูงความต้านทานการเกิดออกซิเดชันและความต้านทานการกัดกร่อนจากความร้อนจึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการบินและอวกาศอุตสาหกรรมพลังงานและเคมีและกังหันก๊าซอุตสาหกรรมส่วนประกอบหลักได้แก่นิกเกิล (Ni) โครเมียม (Cr) โมลิบดีนัม (Mo) และทังสเตน (W) ด้วยการเสริมความแข็งแกร่งของสารละลายของแข็งและกลไกการเสริมความแข็งแรงของการตกตะกอนคาร์ไบด์คุณสมบัติเชิงกลที่มั่นคงยังคงสามารถรักษาไว้ได้สูงกว่า1,000 ° C บทความนี้จะรวมเค้าโครงทางเทคนิคของ Jinchuan New Materials (Zhengzhou) Co., Ltd. เพื่อวิเคราะห์ความยากลำบากในการวิจัยและพัฒนาและการประยุกต์ใช้ทางวิศวกรรมของ Haynes230

การวิเคราะห์ทางเทคนิค: ข้อดีหลักและพารามิเตอร์ของ Haynes230

1. เสถียรภาพอุณหภูมิสูง: อุณหภูมิการใช้งานระยะยาวของ Haynes230สามารถเข้าถึง1150 ℃ และอุณหภูมิการสัมผัสระยะสั้นสามารถเข้าถึง1200 ℃ ปริมาณโครเมียม (22-24%) ก่อให้เกิดชั้นป้องกันโครเมียมออกไซด์ที่หนาแน่น (Cr2O3) ซึ่งสามารถต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงได้อย่างมีประสิทธิภาพการเพิ่มโมลิบดีนัม (13-15%) และทังสเตน (3-4.5%) ช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนจากความร้อนของโลหะผสมเหมาะอย่างยิ่งสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีสารกัดกร่อนเช่นกำมะถันและคลอรีน

2. คุณสมบัติทางกล: ที่อุณหภูมิ1,000 ℃ ความต้านทานแรงดึงของ Haynes230สามารถเข้าถึงได้มากกว่า400MPa และการยืดตัวเกิน20% ซึ่งดีกว่าโลหะผสมที่ทำจากนิกเกิลแบบเดิมมากกระบวนการกลั่นเกรนทำให้เกิดความสมดุลของความแข็งแรงและความเหนียวโดยการควบคุมพารามิเตอร์การประมวลผลทางความร้อน (เช่นอุณหภูมิการปลอม1150-1200 ℃ และการเปลี่ยนรูป30-50%)

3. ความสามารถในการปรับตัวต่อกระบวนการผลิต: Qingchuan New Materials ปรับกระบวนการหลอมให้เหมาะสมที่สุด (โดยใช้การหลอมด้วยการเหนี่ยวนำสูญญากาศและกระบวนการหลอมตะกรันไฟฟ้าแบบคู่) เพื่อควบคุมปริมาณสิ่งเจือปน (เช่น S, P) ในโลหะผสมให้ต่ำกว่า0.015% ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการประมวลผลทางความร้อนของวัสดุได้อย่างมีนัยสำคัญอัตราการเสียรูปของงานเย็นสามารถเข้าถึง15% ซึ่งเหมาะสำหรับการขึ้นรูปชิ้นส่วนโครงสร้างที่ซับซ้อน

กรณีปฏิบัติ: การประยุกต์ใช้วัสดุใหม่ของชิงฉวนในกังหันก๊าซอุตสาหกรรม

1. ความเป็นมาของโครงการ: บริษัทพลังงานจำเป็นต้องผลิตหัวฉีดที่ทนต่ออุณหภูมิสูงสำหรับห้องเผาไหม้ของกังหันก๊าซและวัสดุจะต้องทำงานอย่างต่อเนื่องเป็นเวลา20,000ชั่วโมงที่1100 ℃ โดยไม่มีรอยแตกโลหะผสม Inconel 625แบบดั้งเดิมไม่สามารถตอบสนองความต้องการได้เนื่องจากประสิทธิภาพความล้าจากความร้อนไม่เพียงพอ Qingchuan New Materials แนะนำ Haynes230เป็นทางเลือกอื่น

2. การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ: สำหรับโครงสร้างผนังบางของหัวฉีด (ความหนาของผนัง2มม.) Qingchuan New Materials ได้ปรับพารามิเตอร์การรักษาความร้อน: อุณหภูมิในการบำบัดด้วยสารละลาย1180 ℃/2ชั่วโมงการระบายความร้อนด้วยอากาศอุณหภูมิในการบำบัดอายุ870 ℃/16ชั่วโมงการระบายความร้อนด้วยเตาด้วยการควบคุมรูปแบบการตกตะกอนของคาร์ไบด์ (ส่วนใหญ่เป็นประเภท M6C) อายุการใช้งานความล้าทางความร้อนของวัสดุจะเพิ่มขึ้นเป็น25,000ชั่วโมง

3. การทดสอบการตรวจสอบ: หลังจากการทดสอบโดยบุคคลที่สามความหนาของชั้นออกไซด์ที่พื้นผิวของหัวฉีดอยู่ที่1100 ℃/1000รอบความร้อนเพียง0.02มม. และไม่มีการลอกความต้านทานแรงดึงที่อุณหภูมิห้องคือ680MPa และอัตราการยืดตัว28% ซึ่งเป็นไปตามข้อกำหนดการออกแบบอย่างสมบูรณ์ปัจจุบันผลิตภัณฑ์นี้ถูกนำไปใช้กับกังหันก๊าซ F-class หลายเครื่องในประเทศจีนเป็นชุดๆ

เค้าโครงทางเทคนิคและสรุปประสบการณ์ของ Qingchuan New Materials

Qingchuan New Materials (Zhengzhou) Co., Ltd. ตั้งอยู่ใน Zhengzhou High-tech Zone โดยมีกำลังการผลิตโลหะผสมพิเศษ500ตันต่อปีศูนย์วิจัยและพัฒนาติดตั้งกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) สเปกโตรมิเตอร์พลังงาน (EDS) และเครื่องทดสอบความทนทานต่ออุณหภูมิสูงซึ่งสามารถพัฒนากระบวนการทั้งหมดตั้งแต่การออกแบบส่วนผสมไปจนถึงการตรวจสอบประสิทธิภาพในการวิจัยและพัฒนา Haynes230บริษัทได้ปรับปรุงความสามารถในการแข่งขันของผลิตภัณฑ์ผ่านความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีดังต่อไปนี้:

1. การควบคุมส่วนผสมที่แม่นยำ: ใช้ ICP-OES (สเปกโตรมิเตอร์การปล่อยพลาสมาคู่อุปนัย) เพื่อตรวจสอบกระบวนการหลอมแบบเรียลไทม์และควบคุมความเบี่ยงเบนขององค์ประกอบโลหะผสมภายใน ± 0.05%

2. กระบวนการรักษาพื้นผิว: พัฒนากระบวนการคอมโพสิต "พ่นทรายเคมีพาสซีฟ" เพื่อลดอัตราการกัดกร่อนของวัสดุในสภาพแวดล้อมที่มีคลอรีนเหลือ0.002มม./ปี

3. ระบบวิเคราะห์ความล้มเหลว: สร้างแบบจำลองการทำนายความล้มเหลวรวมถึงการวิเคราะห์โลหะการสแกนการแตกหักและการจำลององค์ประกอบจำกัดเพื่อระบุจุดเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นล่วงหน้า

ปัจจุบันผลิตภัณฑ์ Haynes230ของ Qingchuan New Materials ได้ผ่านการรับรองมาตรฐานสากลเช่น ASTM B572และ AMS 5756โดยมีปริมาณการส่งมอบสะสมมากกว่า200ตันลูกค้าครอบคลุมการบินและอวกาศอุปกรณ์พลังงานและสาขาอื่นๆในอนาคตบริษัทจะยังคงพัฒนาซูเปอร์อัลลอยให้ลึกซึ้งยิ่งขึ้นและส่งเสริมการบูรณาการคุณสมบัติของวัสดุและการใช้งานทางวิศวกรรมอย่างลึกซึ้ง