Giriş

Havacılık ve enerji kimyasalları gibi üst düzey üretim alanlarında, yüksek sıcaklıktaki alaşımların performansı doğrudan ekipmanın güvenilirliğini ve hizmet ömrünü belirler. Özel alaşımların Ar-Ge ve imalatında uzmanlaşmış bir yerli şirket olan Qingchuan New Materials (Zhengzhou) Co., Ltd., teknoloji birikimi ve teknolojik yenilik yetenekleriyle Haynes230 nikel-krom bazlı yüksek sıcaklık alaşımlarının araştırma ve geliştirme ve sanayileşmesinde önemli sonuçlar elde etti. Bu makale, Qingchuan Yeni Malzemelerin Haynes230 alaşımları alanındaki teknik düzenini teknik prensipler, proses kontrolü ve uygulama durumları açısından analiz edecektir.

I. Haynes230 alaşımının teknik özellikleri ve Ar-Ge zorlukları

Haynes230, Ni-Cr bazlı katı çözünür ve gelişmiş deforme olmuş bir yüksek sıcaklık alaşımıdır, çekirdek bileşenleri % 57 nikel, % 22 krom, % 14 tungsten içerir ve az miktarda alüminyum, titanyum ve diğer elementler eklenir. Alaşım, 900 ° C'nin altında mükemmel yüksek sıcaklık dayanımı, oksidasyon direnci ve termal stabilite gösterir. Elastik modülü 240 GPa'ya ve yoğunluğu 8.2g/cm³ 'tür. Aero motor yanma odaları ve gaz türbini kanatları gibi aşırı çalışma koşullarına uygundur. Bununla birlikte, yüksek sertliği (HRC≥ 35) ve yüksek elastik modülü, kesme işlemi sırasında titreşime neden olur ve taşlama işlemi sırasında yerel sıcaklık, yüzey sertleşmesine veya termal çatlaklara neden olabilecek 800 ° C'nin üzerine ulaşabilir.

İkincisi, Qingchuan Yeni Malzemeler için teknik çözümler

1. eritme işlemi kontrolü: saflık ve bileşen homojenliği garantisi

Qingchuan'ın yeni malzemesi, alaşımdaki gaz içeriğini (oksijen ve azot gibi) çok aşamalı vakum işlemiyle 15 ppm'nin altında kontrol etmek için vakumlu indüksiyon eritme (VIM) elektrikli cüruf yeniden eritme (ESR) çift bağlantı işlemini kullanır. 10 μm. Örneğin, GH4169 türbin disk dövme üretiminde, çift aşamalı yaşlanma işlemi (720 ° C 620 ° C), γ 'faz boyutunu 50-100nm aralığında eşit bir şekilde dağıtır, bu da malzemenin yüksek sıcaklık ve uzun ömürlü ömrünü önemli ölçüde artırır.

2. Kesme ve Taşlama Parametreleri Optimizasyonu: Isı Etkisi ve Takım Aşınması Azaltma

Haynes230'un yüksek sertliği göz önüne alındığında, Qingchuan New Materials özel bir işleme parametresi kütüphanesi geliştirmiştir:

• Kesme parametreleri: Mil hızı 800-1200r/dak, besleme hacmi 0.05-0.1mm/r, kesme derinliği 0.5-1mm, yüksek basınçlı soğutma sıvısı (basınç ≥ 5MPa) ile kesme sıcaklığı % 30'dan daha fazla azaltılabilir.
• Taşlama parametreleri: CBN taşlama tekerleği (partikül büyüklüğü 120 #), taşlama tekerleğinin iplik hızı 25-30 m/s, besleme 0.01-0.02mm/pass, emülsiyon soğutma ile aşınma kuvvetini % 15 azaltabilir ve yüzey pürüzlülüğü Ra ≤ 0.8 μm 'dir.

3. Isıl işlem süreci yenilik: Mikro doku ve performans düzenleme

Qingchuan yeni malzeme, katı çözelti yaşlanma işlemi (1120 ° C/2h hava soğutması 760 ° C/16h hava soğutması) ile gama 'fazının düzgün bir şekilde çökelmesini sağlar, böylece malzemenin 1000 ° C'de çekme dayanımı 620 MPa'ya ulaşır ve uzama oranı ≥ % 15'tir. Örneğin, bir aero motor yanma odası levhalarının üretiminde, ısıl işlem işlemi, 900 ° C/100h oksidasyon testinden sonra malzemenin sadece 0.2mg/cm² ağırlık artırmasını sağlar ve antioksidan performansı uluslararası ileri seviyeye ulaşır.

Tipik uygulama durumları ve teknik doğrulama

Durum 1: aero motor yanma odası parçaları imalatı

Qingchuan New Materials tarafından belirli bir turbofan motor tipi için sağlanan Haynes230 yanma odası plakası, damgalama işlemi parametrelerini (sıcaklık 950 ° C, deformasyon % 30) ve kaynak işlemini (argon ark kaynağı ve tel doldurma) optimize ederek, parçaların birincil geçiş oranını elde etti. % 98.5. Zemin tezgahı testine göre, bu bileşen 1100 ° C/500h sıcak döngüden sonra çatlamamaktadır ve boyutsal stabilite tasarım gereksinimlerinden daha iyidir.

Durum 2: Gaz türbini kanatları hassas döküm

Belirli bir ağır hizmet tipi gaz türbini kanadının karmaşık iç boşluk yapısının gereksinimlerini karşılamak için, Qingchuan yeni malzeme, sıcaklık gradyanını (≥ 50 ° C/cm) ve çekme hızını (3mm/dak) kontrol ederek bıçağın birincil kristal alanını yapmak için yönlü katılaşma teknolojisini kullanır. % 85'ten fazla, düşük haftalık yorulma ömrü, geleneksel döküm işlemlerine kıyasla % 40 daha yüksek olan 10 veya daha fazla döngüye ulaşır.

Dördüncü, teknik avantajlar ve endüstri değeri

Qingchuan Yeni Malzemelerin Haynes230 alaşımları alanındaki teknik düzeni üç ana avantajı yansıtıyor:

• Tam süreç kontrol yeteneği: Eritme, dövme, ısıl işlemden işleme, proses parametrelerinin kapalı döngü optimizasyonu.
• Özelleştirilmiş çözümler: Müşteri çalışma koşullarına göre (sıcaklık, stres, ortam) malzeme seçimi ve proses tasarım hizmetleri sunmak.
• Yerelleştirme ikame yeteneği: Bileşen optimizasyonu ve süreç inovasyonu sayesinde, ürün performansı uluslararası birinci sınıf markalarla kıyaslanmıştır ve maliyet % 20'den daha fazla azaltılmıştır.

Sonuç

Havacılık ve enerji ekipmanlarının daha yüksek sıcaklıklara ve daha yüksek verimliliğe doğru gelişmesiyle birlikte, Haynes230 alaşımlarına olan talep artmaya devam edecektir. Sürekli teknolojik yatırım ve proses yinelemeleri sayesinde, Qingchuan New Materials sadece üst düzey ekipman için güvenilir malzeme garantisi sağlamakla kalmaz, aynı zamanda Çin'in yüksek sıcaklık alaşım endüstrisinin bağımsız ve kontrol edilebilir gelişimine de önemli bir katkıda bulunur. Gelecekte, akıllı üretim ve yeni malzeme teknolojisinin entegrasyonu ile Qingchuan Yeni Malzemelerin yüksek sıcaklık alaşımları alanında daha fazla atılım gerçekleştirmesi bekleniyor.