高温合金材料加工的特点有哪些

如题所述

一、概述

NS112是一种与Incoloy 800同系列的全奥氏体低碳的镍-铁-铬合金,该合金中的钴含量可以严格控制在0.01%以下。NS112能耐很多腐蚀介质腐蚀。其较高的镍含量使其在水性腐蚀条件具有很好的抗应力腐蚀开裂性能。高铬含量使之具有更好的耐点腐蚀和缝隙腐蚀开裂性能。该合金具有很好的耐硝酸、有机酸腐蚀性,但是在硫酸和盐酸中的耐腐蚀性有限。除了在卤化物有可能发生点腐蚀外,在氧化性和非氧化性盐中有很好的耐腐蚀性。在水、蒸气以及蒸汽、空气、二氧化碳的混合物中也具有很好的耐腐蚀性。应用于硝酸冷凝器——耐硝酸腐蚀、蒸汽加热管——很好的机械性能、加热元件管——很好的机械性能等。对于应用于高达500℃的环境,合金供货态为退火态。 

NS112物理性能:

密度:ρ=8.0g/cm3

熔化温度范围:1350~1400℃

NS112机械性能:(在20℃检测机械性能的最小值)

下表中所列性质适用于NS112合金的指定规格产品软化退火(稳定化退火)后的情况。非标准尺寸材料的特殊性能可以根据特定应用场合的要求提供。

室温机械性能(最小值)

NS112具有以下特性:

●在高达500℃的极高温的水性介质中具有出色的抗腐蚀性

●很好的抗应力腐蚀的性能

●很好的加工性

NS112牌号和标准:

NS112ISO V型缺口冲击试验:

室温平均值:轴向>=150J/cm2

径向>=100J/cm2

时间-温度-敏化曲线

NS112条件应力值:

达到90%屈服强度的高条件应力值可应用于允许略大一点变形量的应用场合。这些应力引起的永久应力会导致尺寸的变化,因此不推荐用于法兰和密封垫圈连接件。

NS112金相结构:

NS112合金具有稳定的面心立方结构。化学成分和恰当的热处理保证了耐腐蚀性不受敏化性的削弱。

NS112耐腐蚀性:

NS112是一种通用的工程合金,在氧化和还原环境下都具有抗酸和碱金属腐蚀性能。

高镍成份使合金具有有效的抗应力腐蚀开裂性。

在各种介质中的耐腐蚀性都很好,如硫酸、磷酸、硝酸和有机酸,碱金属如氢氧化钠、氢氧化钾和盐酸溶液。

NS112较高的综合性能表现在腐蚀介质多样的核燃烧溶解器中,如硫酸、硝酸和氢氧化钠都在同一个设备中处理。

NS112应用范围:

NS112广泛应用于各种使用温度不超过550℃的工业领域。

典型应用为:

● 硫酸酸洗工厂用的加热管、容器、筐及链等。

● 海水冷却热交换器、海洋产品管道系统、酸性气体环境管道。

● 磷酸生产中的热交换器、蒸发器、洗涤、浸渍管等。

● 石油精炼中的空气热交换器

● 食品工程

● 化工流程

● 高压氧气应用的阻燃合金。    

NS112加工和热处理

NS112适合于热加工和冷加工,但由于具有高强度,需要大功率的加工设备。

NS112都适合于用各种方便的焊接方法焊接。

NS112加热:

1.在热处理之前及热处理过程中应始终保持工件清洁。

2.在热处理过程中不能接触硫、磷、铅及其它低熔点金属,否则会损害材料的性能,应注意清除诸如标记漆、温度指示漆、彩色蜡笔、润滑油、燃料等污物。

3.燃料中的含硫量越低越好,天然气中的硫含量应少于0.1%,重油中硫含量应少于0.5%。  

4.考虑到温度控制和保持清洁的需要,最好在真空炉或气体保护炉中进行热处理。

5.也可以在箱式炉或燃气炉中加热,但炉气必须洁净并以中性至微氧化性为宜,应避免炉气在氧化性和还原性之间波动,加热火焰不能直接烧向工件。

NS112热加工:

1. NS112的热加工温度范围1200℃~900℃,冷却方式为水淬或在760℃~540℃之间尽量快速冷却。热弯曲应在1150℃-1000℃之间进行。

2.为得到最佳抗腐蚀性能和抗蠕变性,热加工后要进行退火处理。

3.材料可以直接送入已升温至1200℃的炉中,材料的保温时间为每100mm 厚度保温60 分钟。保温足够的时间后迅速出炉,在规定的温度范围进行热加工。当材料温度降到低于热加工温度时,需重新加热。

NS112冷加工:

1.NS112 的加工硬化率大于奥氏体不锈钢,因此需要对加工设备进行挑选。冷加工材料应为退火热处理态,并且在冷加工时应进行中间退火。

2.若冷加工量大于10%,则在使用前需要对工件进行软化退火处理。

NS112热处理:

1.NS112的软化退火处理温度范围都是920℃~980℃,最佳处理温度是950℃。

2.为得到最佳的抗腐蚀性,冷却方式采用水淬,厚度小于1.5mm 的材料也可采用快速空冷。  

3.在热处理过程中,都要按照前述的加热过程中必须保持清洁的事项操作。

NS112去氧化皮及酸洗:

1.NS112 的表面氧化物和焊缝周围的焊渣的附着性比不锈钢更强,机械方法和化学方法都可以使用,选择机械方法时要避免会产生金属污染或产生表面变形的方法。

2.在用HNO3/HF 混合酸进行酸洗前必须小心打磨或盐浴预处理将氧化膜打碎。

NS112机加工:

NS112须在退火热处理之后进行机加工,由于材料的加工硬化,因此宜采用比加工低合金标准奥氏体不锈钢低的切削速度和重进刀进行加工,才能车入已冷作硬化的表层下面。

NS112焊接:

NS112适合采用任何传统焊接工艺焊接,如钨电极惰性气体保护焊、等离子弧焊、手工亚弧焊、金属极惰性气体保护焊、熔化极惰性气体保护焊、保护气体电弧焊等。

NS112的焊接必须在退火态进行,并清理干净污渍、粉尘和各种记号。

采用低热量输入,层间温度不超过150℃。

无需焊前或焊后热处理。

NS112清理:

去除氧化皮、油污和各种标记印痕,并用丙酮对焊接区域的基体金属和填充合金(如焊条)进行清洁,注意不能使用三氯乙烯TRI、全氯乙烯PER 和四氯化物TETRA。

NS112边缘准备:

最好采用机加工,如车、铣、刨,也可以进行等离子切割,若采用后者,切割边缘(焊接面)一定要研磨干净平整,允许不过热的精磨。焊缝两边的母材约25mm 宽度的区域要打磨至露出光亮金属。

NS112坡口角度:

与碳钢相比,镍基合金和特种不锈钢的物理性能特点主要是低的热导率和高的膨胀系数,这些特性都要在焊接坡口准备时予以考虑,包括加宽底部间隙(1~3mm),同时由于熔融金属的粘滞性,在对接焊时应采用更大的坡口角度(60~70°)以抵消材料的收缩。

NS112起弧:

不能在工件表面起弧,应在焊接面起弧,以防起弧点导致腐蚀。

NS112焊接工艺:

NS112适合采用任何传统焊接工艺与同种材料或其他金属焊接,如钨电极惰性气体保护焊、等离子弧焊、手工亚弧焊、金属极惰性气体保护焊、熔化极惰性气体保护焊,其中脉冲电弧焊是首选方案。在采用手工电弧焊时,推荐使用(Ar+He+H2+CO2)多种成份混合的保护气体。

NS112的焊接必须在退火态进行,并使用不锈钢丝刷清理干净污渍、粉尘和各种记号。在焊缝根部焊接时,为得到最佳的根部焊缝质量,操作必须非常小心(氩气99.99),这样在根部焊接完后焊缝就不产生氧化物。焊接热影响区产生的颜色要在焊缝区域未冷却时用不锈钢刷刷去。

NS112推荐使用的焊接材料:

GTAW/GMAW Nicrofer S 7020

W.-Nr.2.4806

SG-NiCr20Nb

AWS A 5.14 ER NiCr-3

BS 2901-NA 35

SMAW

W.-Nr.2.4648

EL-NiCr19Nb

AWS A 5.11 EniCrFe-3

NS112焊接参数及影响(热输入量):

焊接操作应在热量输入表规定的低热量输入下进行,采用叠珠焊缝技术,层间温度不超过120℃,必须遵守焊接规范。

热量的输入Q 按下面的公式计算:

U=弧电压,伏特

I=焊接电流,安培

V=焊接速度,厘米/分钟。

NS112焊后处理(酸洗、刷除氧化物及热处理):焊接后应立即用不锈钢丝刷刷除氧化物,也就是说,在金属还没有产生焊接色的时候就刷,这样可以得到理想的表面质量而不需要酸洗。若没有特别要求或规定,酸洗通常是焊接中的最后一道工序,请参考去氧化皮及酸洗一节。焊接前后均不需要热处理。

温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
第1个回答  2017-07-15
对于镍合金、钛合金以及钴合金等高温合金来说,耐高温的特性直接提高了加工难度。铜在加工时的重切削力和产生的高温共同作用下,使刀具产生碎片或变形,进而导致刀具断裂。
此外,大多数此类合金都会迅速产生加工硬化现象。工件在加工时产生的硬化表面会导致刀具切削刃在切深处产生缺口,并使工件产生不良应力,破坏加工零件的几何精度。加工钛合金同样面临这些问题。尽管加工钛合金所需的切削力只比钢稍微高一点,但由于钛合金的特殊性能,,使加工它比加工同等硬度的钢要困难得多主要有以下几点:
1、钛合金和其它高温合金一样,也容易产生加工硬化;
2、钛基合金导热能力很低,使加工时产生的所有热量几乎都集中在切削刃上;
3、钛合金的弹性模量很小,尤其是在重切削力时,使工件容易受刀具偏移和震动的影响;
4、严重的是钛合金比其它高温合金化学性能都要活泼,这一点使钛合金工件在加工时很容易与刀具发生化学反应,从而导致工件产生缩孔。本回答被提问者采纳
第2个回答  2020-11-11

高温合金主要牌号:

固溶强化型铁基合金:

GH1015、GH1035、GH1040、GH1131、GH1140

时效硬化性铁基合金:

GH2018、GH2036、GH2038、GH2130、GH2132、GH2135、GH2136、GH2302、GH2696

固溶强化型镍基合金:

GH3030、GH3039、GH3044、GH3028、GH3128、GH3536、GH605,GH600

时效硬化型镍基合金:

GH4033、GH4037、GH4043、GH4049、GH4133、GH4133B、GH4169、GH4145、GH4090

国外的高温合金叫包含inconel系列 incoloy系列 Hastelloy系列

成分和性能

镍基合金是高温合金中应用最广、高温强度最高的一类合金。其主要原因,一是镍基合金中可以溶解较多合金元素,且能保持较好的组织稳定性;二是可以形成共格有序的 A3B型金属间化合物γ'[Ni3(Al,Ti)]相作为强化相,使合金得到有效的强化,获得比铁基高温合金和钴基高温合金更高的高温强度;三是含铬的镍基合金具有比铁基高温合金更好的抗yang化和抗燃气腐蚀能力。镍基合金含有十多种元素,其中Cr主要起抗yang化和抗腐蚀作用,其他元素主要起强化作用。根据它们的强化作用方式可分为:固溶强化元素,如钨、钼、钴、铬和钒等;沉淀强化元素,如铝、钛、铌和钽;晶界强化元素,如硼、锆、镁和稀土元素等。

第3个回答  2024-07-18
高温合金材料加工的特点主要包括以下几个方面:
一、高硬度和强度
高硬度:高温合金材料通常具有较高的硬度,这使得在加工过程中需要采用硬质刀具或特殊工艺来确保切削效果。
高强度:高温合金材料的抗拉强度也较高,这种高强度特性在加工时会导致切削力增大,是普通合金钢材料的2~5倍。因此,加工过程中需要施加更大的切削力,同时采取适当的冷却和润滑措施来降低切削温度,保护刀具和工件。
二、切削力大
由于高温合金材料的塑性好、强度高,在加工过程中需要克服较大的材料变形抗力,因此切削力较大。这要求机床和刀具必须具备足够的刚性和强度,以承受大切削力而不发生损坏。
三、切削热量高
导热系数小:高温合金材料的导热系数较小,加工时产生的热量不易扩散,导致切削区域温度迅速升高。这不仅会加速刀具磨损,还可能影响工件的加工精度和表面质量。
热量集中:切削热量主要集中在切削区,使得切削刀具在高温下工作,容易发生热变形和磨损。因此,在加工过程中需要采取有效的冷却措施,如使用冷却液或气冷等,以降低切削温度,延长刀具使用寿命。
四、抗氧化和抗腐蚀性能良好
高温合金材料通常具有良好的抗氧化和抗腐蚀性能,这使得它们在高温、高湿、腐蚀性强的环境下仍能保持稳定的性能。然而,这种性能特点在加工过程中也可能带来一定的挑战,如需要采用特殊的切削液或加工方法来避免切削过程中的氧化和腐蚀问题。
五、综合机械性能优异
疲劳性能:高温合金材料具有良好的疲劳性能,能够在长期交变应力作用下保持稳定的性能。
断裂韧性:同时,它们还具有较高的断裂韧性,能够在受到冲击或过载时保持完整性。
六、加工难度大
由于高温合金材料的上述特点,使得其加工难度相对较大。在加工过程中需要综合考虑切削力、切削温度、刀具磨损、工件变形等多个因素,制定合理的加工工艺和参数。同时,还需要采用先进的加工设备和技术手段,如高速切削、精密磨削、激光加工等,以提高加工效率和加工质量。
第4个回答  2020-08-17
镍基高温合金系列材料,被广泛地应用在航空 航天 石油 化工 核能 冶金海洋船舶 环保 机械 电子等领域。不同的部件选材不同,关于原材料介绍部分欢迎咨询了解上海勃西曼特殊钢。
进口高温合金牌号:哈氏系列C-276、C-22、C-2000、C-4、B-3、G-30、ALLOY59、Inconel600、Inconel601、Inconel625、Inconel718、Inconel X750、Incoloy800、Incoloy800H、Incoloy800HT、Incoloy825、Monel400、Monel k500、Alloy20、Alloy 28 、Alloy31、RA330、RA333、N02201、NIMONIC系列、MP35N、ELGILOY、HAYNES HR-120 / HR-160 、HAYNES 556/242/230等。
纯 镍:NI201、NI200等。
变形高温合金牌号:GH1015、GH1016、GH1035、GH1040、GH1131、GH1139、GH1140、GH1180、GH1333、GH2132、GH2136、GH2696、GH2747、GH2018、GH2026、GH2036、GH2038、GH2130、GH2135、GH2136、GH2150、GH2302、GH2328、GH2706、GH2761、GH2787、GH2901、GH2903、GH2907、GH2909、GH2984、GH3128、GH3039、GH3030、GH3044、GH3536、GH3230、GH3170、GH3181、GH3600、GH3625、GH3652、GH4049、GH4090、GH4099、GH4105、GH4141、GH4145、GH4169、GH4648、GH4738、GH4202、GH4080A、GH4093、GH4098、GH4133、GH4137、GH4163、GH4199、GH4220、GH4413、GH4500、GH4586、 GH4698、 GH4708、 GH4710、 GH4720Li、GH4742、GH5605、GH5188、GH6159、GH6783等。
铸造高温合金牌号:K213 、K403 、K417、K417G、 K418 、K418B、 K423、 K424、 K438 、K465、K4169、K4163、K644、MAR-M246、MA956等 。DZ404、DZ405、DZ406、DZ408 、DZ411、 DZ417G、 DZ422 、DZ422B、DZ438G、DZ468、DZ4125、DZ4125L、DZ4951、DZ640M等。DD402、DD403、DD404、DD406、DD407、DD408、DD426、DD432、DD499等。
耐蚀合金牌号:NS111、NS112、NS113、NS142、 NS143、 NS312、 NS313、NS315、 NS321、 NS322、 NS333、 NS334、 NS335、NS336 等。
特种不锈钢牌号:2205、2507、2520、317L、310S、904L、254smo、253ma、316lmod、725ln尿素钢、AL-6XN、1.4529、Nitronic50、Nitronic60等。
精密合金牌号:1J22、1j31、1j34、1j36、1j38、1j46、1J50、1J79、1j85、2j04、2j07 、2j09、 2j10 、2j11、 2j12、2J85、3j01、3j21、3j33、3j53、4j9、4j28、4J29、4J32、4j33、4j34、4J36/Invar、4j39、4j40、4J42、4j50、4j52、5j11、5j16、6j20、6J22、6j23、6J40康铜、Hiperco27、Hiperco50等。
主要规格:无缝管、钢板、圆钢、锻件、法兰、圆环、焊管、钢带、直条、丝材及配套焊材、圆饼、扁钢、六角棒、大小头、弯头、三通、加工件、螺栓螺母、紧固件
篇幅有限,如需更多更详细介绍,欢迎咨询了解。
相似回答