I. Bối cảnh kỹ thuật và vị thế trong ngành

Công ty TNHH Vật liệu mới Qingchuan (Zhengzhou) (Qingchuan New Material Co. (Zhengzhou), Ltd.) nằm trong Khu phát triển công nghiệp công nghệ cao Trịnh Châu, là một doanh nghiệp chuyên nghiệp tập trung vào R & D và sản xuất kim loại có độ tinh khiết cao, hợp kim đặc biệt và các sản phẩm liên quan. Dựa vào các xưởng tiêu chuẩn hiện đại và dây chuyền sản xuất tiên tiến, công ty đã hình thành một bố cục chuỗi công nghiệp đầy đủ từ nghiên cứu và phát triển vật liệu đến gia công chính xác trong lĩnh vực hợp kim đặc biệt. Trong số đó, Haynes230, với tư cách là một hợp kim nhiệt độ cao dựa trên niken, được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực cao cấp như hàng không vũ trụ, năng lượng và hóa chất do khả năng chịu nhiệt độ cao, chống oxy hóa và ăn mòn nhiệt tuyệt vời. Thông qua đầu tư kỹ thuật liên tục, Qingchuan New Materials đã làm chủ được quy trình sản xuất cốt lõi của hợp kim Haynes230 và trở thành một trong những doanh nghiệp trong nước có thế mạnh về kỹ thuật trong lĩnh vực này.

2. Các đặc tính kỹ thuật và phân tích thông số của hợp kim Haynes230

Hợp kim Haynes230 sử dụng niken làm nền và thêm crom, vonfram, molypden và các nguyên tố khác để tạo thành cấu trúc tăng cường pha gamma ổn định. Các thông số hiệu suất cốt lõi của nó bao gồm:

1. chịu nhiệt độ cao hiệu suất: Vẫn có thể duy trì độ bền kéo cao (≥ 150MPa) ở 1100 ℃, vượt xa thép không gỉ thông thường;

2. Khả năng chống oxy hóa: Tốc độ oxy hóa trong không khí tĩnh 1000 ℃ ≤ 0,02 mg/cm² · h, bề mặt tạo thành màng oxit dày đặc;

3. chống ăn mòn nhiệt: Trong môi trường ăn mòn như lưu huỳnh và clo, tốc độ ăn mòn thấp hơn 60% so với các hợp kim truyền thống;

4. hiệu suất xử lý: Quá trình xử lý hình dạng phức tạp có thể được thực hiện thông qua rèn, cán, xử lý nhiệt và các quá trình khác, với năng suất ≥ 95%.

Vật liệu mới của Qingchuan đảm bảo tính đồng nhất của các thành phần hợp kim (≤ 0,05%) và kích thước hạt (ASTM 4-6 cấp độ) để đáp ứng các yêu cầu khắt khe của khách hàng cao cấp về hiệu suất vật liệu.

3. Trường hợp ứng dụng điển hình: sản xuất linh kiện buồng đốt động cơ hàng không

Trong dự án sản xuất linh kiện buồng đốt của một công ty động cơ hàng không, Qingchuan New Materials đã cung cấp tấm hợp kim Haynes230 và các bộ phận rèn. Khó khăn kỹ thuật của dự án bao gồm:

1. Yêu cầu về độ tinh khiết của vật liệu: Nhiệt độ làm việc của buồng đốt đạt 1200 ℃, và hàm lượng tạp chất như lưu huỳnh và phốt pho trong hợp kim là ≤ 0,005%;

2. Chế biến hình dạng phức tạp: Các bộ phận cần được tạo hình siêu dẻo để đạt được cấu trúc thành mỏng (độ dày thành ≤ 1,5mm) và tỷ lệ biến dạng cần được kiểm soát trong vòng 10%;

3. bề mặt yêu cầu chất lượng: Độ nhám bề mặt Ra ≤ 0,8μm để giảm tổn thất ma sát của luồng không khí nhiệt độ cao.

Vật liệu mới của Qingchuan giải quyết vấn đề thông qua các giải pháp kỹ thuật sau:

BƯỚC 1: Kiểm soát nguyên liệu: Sử dụng nguyên liệu có độ tinh khiết cao dựa trên niken (độ tinh khiết ≥ 99,95%), và sử dụng quy trình nấu chảy chân không để loại bỏ khí và tạp chất;

BƯỚC 2: Tối ưu hóa quá trình hình thành: Phát triển khuôn đặc biệt để tạo hình siêu dẻo, và đạt được sự tạo hình chính xác bằng cách kiểm soát nhiệt độ gia nhiệt (980 ℃ ± 10 ℃) và tốc độ biến dạng (1 × 10 ⁻ ³ s³);

: Sử dụng quy trình đánh bóng điện phân, độ nhám bề mặt đạt tiêu chuẩn bằng cách điều chỉnh mật độ dòng điện (20A/dm ²) và thời gian đánh bóng (3min).

Các bộ phận buồng đốt được giao cuối cùng của dự án đã vượt qua thử nghiệm nhiệt độ cao và bền trong 1000 giờ, với tỷ lệ suy hao hiệu suất ≤ 5%, được khách hàng đánh giá cao.

Thứ tư, lợi thế kỹ thuật và bố cục trong tương lai

Những ưu điểm kỹ thuật của Qingchuan New Materials trong lĩnh vực hợp kim Haynes230 được thể hiện ở:

1. Khả năng kiểm soát toàn bộ quá trình: Từ nấu chảy nguyên liệu đến chế biến thành phẩm, truy xuất nguồn gốc chất lượng;

2. Dịch vụ tùy chỉnh: Thành phần hợp kim có thể được điều chỉnh theo nhu cầu của khách hàng (chẳng hạn như tăng hàm lượng coban để cải thiện hiệu suất chống mỏi nhiệt);

3. Cơ chế phản ứng nhanh: Dựa vào dây chuyền sản xuất nội địa hóa, thời gian giao hàng cho các đơn hàng số lượng nhỏ được rút ngắn xuống còn 15 ngày.

Trong tương lai, công ty có kế hoạch mở rộng hơn nữa việc ứng dụng hợp kim Haynes230 trong năng lượng hạt nhân, tuabin khí và các lĩnh vực khác, đồng thời phát triển hợp kim Haynes282 hiệu suất cao hơn để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của thị trường về vật liệu nhiệt độ cao.