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高溫合金管工藝和綜合處理
粉末冶金工藝主要用以生產(chǎn)沉淀強(qiáng)化型和氧化物彌散強(qiáng)化型高溫合金。這種工藝可使一般不能變形的鑄造高溫合金獲得可塑性甚至超塑性。
高溫合金綜合處理
高溫合金的性能同合金的組織有密切關(guān)系,而組織是受金屬熱處理控制的。高溫合金一般需經(jīng)過熱處理。沉淀強(qiáng)化型合金通常經(jīng)過固溶處理和時(shí)效處理。固溶強(qiáng)化型合金只經(jīng)過固溶處理。有些合金在時(shí)效處理前還要經(jīng)過一兩次中間處理。固溶處理首先是為了使第二相溶入合金基體,以便在時(shí)效處理時(shí)使γ┡、碳化物(鈷基合金)等強(qiáng)化相均勻析出,其次是為了獲得適宜的晶粒度以保證高溫蠕變和持久性能。固溶處理溫度一般為1040~1220℃。廣泛應(yīng)用的合金,在時(shí)效處理前多經(jīng)過1050~1100℃中間處理。中間處理的主要作用是在晶界析出碳化物和γ┡膜以改善晶界狀態(tài),與此同時(shí)有的合金還析出一些顆粒較大的γ┡相與時(shí)效處理時(shí)析出的細(xì)小γ┡相形成合理搭配。時(shí)效處理的目的是使過飽和固溶體均勻析出γ┡相或碳化物(鈷基合金)以提高高溫強(qiáng)度,時(shí)效處理溫度一般為700~1000℃。
性能:高溫合金中的鈷基高溫合金中碳化物的熱穩(wěn)定性較好。溫度上升時(shí)﹐碳化物集聚長大速度比鎳基合金中的γ 相長大速度要慢﹐重新回溶于基體的溫度也較高(高可達(dá)1100℃)﹐因此在溫度上升時(shí)﹐鈷基合金的強(qiáng)度下降一般比較緩慢。
鈷基合金有很好的抗熱腐蝕性能,一般認(rèn)為,鈷基合金在這方面優(yōu)于鎳基合金的原因,是鈷的硫化物熔點(diǎn)(如Co-Co4S3共晶,877℃)比鎳的硫化物熔點(diǎn)(如Ni-Ni3S2共晶645℃)高,并且硫在鈷中的擴(kuò)散率比在鎳中低得多。而且由于大多數(shù)鈷基合金含鉻量比鎳基合金高,所以在合金表面能形成抵抗堿金屬硫酸鹽(如Na2SO4腐蝕的Cr2O3保護(hù)層)。但鈷基高溫合金抗氧化能力通常比鎳基合金低得多。
生產(chǎn)工藝:早期的鈷基合金用非真空冶煉和鑄造工藝生產(chǎn)。后來研制成的合金,因含有較多的活性元素鋯、硼等,用真空冶煉和真空鑄造生產(chǎn)。
鈷基高溫合金中的碳化物顆粒的大小和分布以及晶粒尺寸對(duì)鑄造工藝很敏感,為使鑄造鈷基合金部件達(dá)到所要求的持久強(qiáng)度和熱疲勞性能,必須控制鑄造工藝參數(shù)。鈷基高溫合金需進(jìn)行熱處理,主要是控制碳化物的析出。對(duì)鑄造鈷基高溫合金而言,首先進(jìn)行高溫固溶處理,溫度通常為1150℃左右,使所有的一次碳化物,包括部分MC型碳化物溶入固溶體;然后再在870-980℃進(jìn)行時(shí)效處理,使碳化物(常見的為M23C6)重新析出。
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