Giriş: Sabit genleşme alaşımı-yüksek kaliteli üretim için "boyut dengeleyici"

Havacılık motorlarının türbin kanatlarında, yarı iletken ekipmanların hassas sensörleri ve nükleer santrallerin kontrol çubuğu tahrik mekanizması gibi durumlarda, malzemelerin aşırı sıcaklık değişimleri altında boyutsal stabiliteyi korumaları gerekir. Demir-nikel sabit genleşme hassas alaşımı, termal genleşme katsayısını doğru bir şekilde ayarlayarak bu sorunu çözmek için temel malzeme haline gelmiştir. Qingchuan Yeni Malzemeler (Zhengzhou) Co, Ltd entegre "malzeme süreci çözümleri" modeli ile bu alanda benzersiz teknik engeller inşa etti.

Teknik analiz: bileşen tasarımında ve proses kontrolünde çifte atılım

1. İçindekiler Tasarımı: Nikel İçeriğindeki "Altın Oran"
Qingchuan'ın 4 J44 demir-nikel sabit genleşme alaşımı, nikel içeriğini % 44'te (kütle fraksiyonu) doğru bir şekilde kontrol ederek-60 ℃ ila 400 ℃ aralığında ortalama bir genleşme katsayısı (11.0 ~ 11.5) DM-305 yumuşak camının genleşme katsayısı ile mükemmel bir şekilde eşleşen × 10/℃. Kimyasal bileşimi, kobalt ve krom gibi pahalı elementler içermez, performansı sağlarken üretim maliyetlerini düşürür. Örneğin, aero motor sensörü muhafazasının imalatında, alaşımın genleşme katsayısı, sıcaklık döngüsünün neden olduğu arayüzün çatlamasını önleyen ve cihazın güvenilirliğini önemli ölçüde artıran cam ambalaj tabakası ile tutarlıdır.

2. Eritme işlemi: saflık ve homojenlik için kaynak kontrolü
Qingchuan, gaz içeriğini (oksijen ve azot gibi) ≤ 15 ppm'de kontrol etmek için vakum endüksiyonlu eritme (VIM) elektriksel cüruf yeniden eritme (ESR) kombine işlemini kullanır ve kapanım boyutu ≤ 50 μm 'dir. Örnek olarak K418 nikel bazlı dökme yüksek sıcaklık alaşımını alarak, γ 'takviye fazı (Niong (Al,Ti)) içeriği % 40'ın üzerindedir ve 900 ° C'de kalıcı mukavemet, geleneksel işlemden % 20 daha yüksektir. Bu işlem kontrol kabiliyeti, gruplar arasındaki performansın tutarlılığını sağlamak için demir-nikel sabit genleşme alaşımlarının üretiminde de kullanılır.

3. Isıl işlem sistemi: Metal-fazlı organizasyonun hassas kontrolü
Çözünürleme ile (900 ~ 950 ℃ 2 saat yalıtıldıktan sonra hızlı soğutma) ve yaşlanma tedavisi (530 ~ 4 saat boyunca 550 ° C'de), Qingchuan, 4 J44 alaşımında östenit tanelerinin düzgün bir şekilde rafine edilmesini sağladı (ASTM 5 ~ Seviye 8). Deneysel veriler, optimize edilmiş ısıl işlemden sonra, alaşımın 200 ° C'de düşük çevresel yorulma ömrünün, işlenmemiş numuneden 3 kat daha yüksek olduğunu ve nükleer santral kontrol çubuğu tahrik mekanizmasının malzemenin yorulma önleyici performansı için katı gereksinimlerini karşıladığını göstermektedir.

Pratik durum: laboratuvardan sanayileşmeye kadar tam süreç doğrulaması

1. Havacılık ve Uzay: Türbin kanatlarının Yerelleştirilmiş Alternatifleri
Qingchuan, bir aero motor şirketi için özelleştirilmiş 4 J44 alaşımlı türbin kanadı, yanal kristal sınırın yüksek sıcaklık dayanımının zayıflamasını ortadan kaldıran yönlü katılaşma teknolojisi ile tek kristalli bir yapı elde etti. Platform testinde, bıçak 950 ° C ve 300MPa gerilimi altında 1000 saat boyunca sürünme arızası olmadan çalışmaya devam etti ve performansı benzer uluslararası ürün seviyesine ulaştı. Bu durum, Qingchuan'ın ana alaşım eritme işleminden hassas döküm teslimine kadar tüm işlem kapasitesini doğrular.

2. Enerji ve Güç Alanı: Gaz türbini conta halkaları için korozyon direnci yükseltmesi
Ağır hizmet tipi bir gaz türbini kullanıcısı tarafından önerilen "yüksek sıcaklık kükürt korozyonu" sorununu hedef alan Qingchuan, 4 J44 alaşımlı bir yüzey alüminyumlu kaplama işlemi geliştirdi. 800 ° C'de ve kükürt içeren bir atmosferde yapılan 1000 saatlik korozyon testi, kaplamanın malzemenin ağırlıksızlık oranını 0.02mg/cm² · saate düşürdüğünü ve bunun da kaplanmamış numuneye göre bir büyüklük artışı olduğunu göstermiştir. Şu anda, bu çözüm, Çin'deki birçok F sınıfı gaz türbininin sızdırmazlık halkası imalatına uygulanmıştır.

3. Yarı iletken ekipman alanı: vakum boşluğunun hassas işlenmesi
Qingchuan tarafından bir yarı iletken ekipman üreticisi için sağlanan 4 J44 alaşımlı vakum boşluğu, derin çekiş çekme işlemi ile duvar kalınlığı toleransının ± 0.05mm kontrolünü sağlar. -196 ° C ila 200 ° C arasındaki sirkülasyon sıcaklığı testinde, boşluk ve cam pencere arasındaki sızdırmazlık arayüzü sızdırmaz ve hava sızdırmazlığı, aşırı ultraviyole litografi (EUV) ekipmanını karşılayan 1 × 10, Pa · m³/s'ye ulaştı. Vakum ortamı için yüksek standartlar.

Teknik parametreler ve kalite kontrol sistemi: veri odaklı güvenilirlik garantisi

Qingchuan, tam üretim sürecini kapsayan bir kalite kontrol sistemi kurmuştur. Anahtar parametreler şunlardır:
-Kimyasal bileşim: nikel içeriği 44.0 ± % 0.2, karbon içeriği ≤ % 0.05
-Termal genleşme katsayısı: 20 ~ 400 ℃ aralığında (11.2 ± 0.3)× 10 ℃/℃
-Mekanik özellikler: tavlama gerilme dayanımı 450 ~ 550MPa, uzatma ≥ 30%
-Yüzey kalitesi: oksit film kalınlığı 3 ~ 7 μm, pürüzlülük Ra ≤ 0.8 μm
Her ürün grubuna, kullanıcının izlenebilir ve doğrulanabilir olmasını sağlamak için kimyasal bir kompozisyon analizi raporu, genleşme katsayısı ölçülen eğri ve analjogram fotoğrafları eşlik eder.

Sonuç: Malzeme yeniliği, üst düzey üretime izin verdi

Qingchuan New Materials, hassas bileşen tasarımı, proses kontrolünün dijitalleştirilmesi ve kalite kontrol sisteminin standardizasyonu yoluyla demir-nikel sabit genleşme hassas alaşımlarını laboratuvar malzemelerinden büyük ölçekli endüstriyel ürünlere dönüştürür. "Anahtar teslimi" servis modu (üç boyutlu model tasarımından hassas döküm teslimine kadar) ve hızlı tepki kabiliyeti (standart dışı sipariş teslim süresi ≤ 15 gün), havacılık, enerji gücü, yarı iletken ve diğer alanlarda üst düzey ekipmanların yerelleştirilmesi için anahtar sağlar. Malzeme desteği Gelecekte, yönlü katılaşma ve tek kristal büyüme gibi teknolojilerin sürekli yinelenmesiyle, Qingchuan'ın daha yüksek sıcaklıklarda ve daha karmaşık çalışma koşullarında malzeme talebinde öncülük etmesi beklenmektedir.