热处理工艺对含铌GH2132合金组织和性能的影响

GH2132合金是在Fe-25Ni-15Cr高温合金的基础上加入钼、钛、铝、钒及微量硼综合强化得到的,在650℃以下具有较高的屈服强度和持久强度,并且具有较好的加工性能和焊接性能,适合制造长期工作在650℃以下的航空发动机高温承力部件,如涡轮盘、压气机盘、转子叶片和紧固件等。 GH2132合金主要通过锻造工艺成型,然后再经固溶和时效处理工艺来获得所需要的组织。有报道表明在GH2132合金中加铌可以改善合金的性能,但没有说明对性能的具体影响。为满足某些特殊使用条件下需求,科研人员力图通过在GH2132合金中加入一定量的铌来细化晶粒,以强化γ′相,提高合金的抗拉强度和冲击功,并研究了热处理工艺对含铌GH2132合金组织与性能的影响,为制定含铌GH2132合金热处理工艺提供基础。 试验用GH2132合金为锻态,通过真空感应熔炼+电渣重熔得到铸锭,然后再锻造成形,开锻温度约为1130℃,终锻温度大于900℃,锻造成形后空冷;坯料尺寸为Φ74㎜×155㎜,合金含Nb量为0.082mass%。为保证固溶处理试样的原始组织状态一致,从合金棒材半径的一半处取样进行试验。 固溶处理时首先将电阻炉加热到设定温度(900、915、950、980、1000℃)保温30min,然后放入试样,待炉内温度回到设定温度后保温2h,对不同固溶温度下的试样分别作标记;接着对固溶后的试样及锻态合金进行时效处理,时效工艺为720℃×16h空冷。热处理完成后根据GB/T 228、GB/T 229对试样进行室温力学性能测试;金相试样采用高温合金腐蚀液进行轻度腐蚀,腐蚀后在光学显微镜下观察组织,晶粒尺寸采用截线法统计。硬度测试在HBRVU-187.5型布洛维光学硬度计上进行,载荷1471N,加载时间30s。 (1)锻造后空冷可以对含铌GH2132合金起到固溶作用。 (2)锻态含铌GH2132合金时效后的强度比固溶+时效后的高,晶粒更细。 (3)固溶温度是影响含铌GH2132合金抗拉强度和屈服强度的主要因素,固溶温度越低,强度越高。 (4)锻态合金经时效处理后可获得高抗拉强度和低冲击功;经较高温度固溶+时效处理后可得到稍低的抗拉强度和较高的冲击功。
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发布时间:2015-05-21

钢结构焊接陶瓷衬垫免清根工艺

钢结构制造过程中,重要受力节点常有许多条焊缝要求熔透探伤。传统的焊接工艺是碳弧气刨反面清根工艺,近些年来,钢结构行业开始使用焊接陶瓷衬垫免清根工艺,这是一种在焊缝坡口反面敷设焊接陶瓷衬垫后在正面进行施焊,反面焊缝强制成型,使焊缝饱满、焊道整齐的焊接方法。在大多数焊接工况下,后者比前者的优势越来越明显,有逐渐大部分取代前者的趋势。 其优势是: 1、焊缝内部质量。 经过对陶瓷衬垫免清根工艺的深入研究,在焊接参数、坡口尺寸及间隙等各方面进行了优化(适当增大焊接电流将焊缝根部熔透等),最终经过对焊接试件的超声波检测、X 射线检测及焊缝力学性能测试,发现免清根工艺达到传统工艺效果,满足生产范要求。 2、外观质量。 传统反面气刨清根的焊接工艺决定了焊缝双面均为手工焊接,所以焊缝外观质量的优劣取决于操作人员技能水平的高低。而陶瓷衬垫免清根工艺,因为陶瓷衬垫本身协助焊接工件形成熔池,并强制熔融金属根据陶瓷衬垫形状形成焊缝,与陶瓷衬垫接触的反面焊缝外观平顺美观、无缺陷、焊缝尺寸及焊缝余高尺寸稳定。 3、生产成本 一般,使用陶瓷衬垫免清根工艺的费用约为碳弧气刨清根费用的50%。并且而每米熔透焊缝清根工序需要比免清根工艺多付出约0.5个工时。以一个年产4 万t 的中型钢结构企业为例,每年焊接的一级和二级探伤熔透焊缝均达数万米以上。以25 000 m 此类焊缝计算,使用陶瓷衬垫可以节省约12 500 个工时。 4、环境 传统的碳弧气刨反面清根工艺,因为需要使用碳弧气刨对焊缝反面实施清根操作,会产生大量烟尘污染环境,作业过程中还会产生极大的噪声和弧光,附带造成噪声污染和光污染。而陶瓷衬垫免清根工艺,省掉了碳弧气刨清根工序,上述烟尘、弧光和噪声污染问题得到了解决,能使钢结构加工车间内操作微环境得到极大改善。 综上,新的焊接工艺在焊缝内在质量、外观质量、成本、环保方面极大优势。陶瓷衬垫免清根工艺,具有在绿色建筑钢结构制造行业大力推广和应用的价值。
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发布时间:2015-05-20

低合金钢宽厚铸坯直装工艺研究

连铸坯直装工艺是指铸坯不下线,经辊道直接送入加热炉后轧制成板,节约了铸坯上下线成本,充分利用铸坯自身余热,节约加热炉能耗,减少生产成本。目前大多数钢厂只实现了Q235、Q345等普碳钢的热送直装,对于含有微合金元素的低合金钢并未能实现大量的热送直装,低合金钢直装轧制钢板表面裂纹是其中一个重要原因。 鞍钢股份有限公司的学者为实现低合金钢宽厚铸坯的直装轧制,结合生产实际,选取Q345B钢为代表钢种,以入炉前铸坯表面温度为参数,分3个温度区域进行直装工艺研究,结果发现低温区和高温区直装轧制钢板裂纹较少,中温区直装轧板裂纹的较多,这是由于γ晶界析出的先共析铁素体网膜造成;对低温区直装轧制钢板冷弯裂纹进行了检验分析$发现钢板内带状组织、MnS夹杂是产生裂纹的重要原因;分析铸坯金相组织控制、夹杂物控制、析出物控制对直装轧制钢板质量的影响,直装工艺要避免铸坯的金相组织进入两相区,避免γ晶界析出先共析铁素体网膜,生产中应尽可能降低硫含量或添加一定量的稀土元素以改变MnS夹杂的存在状态,调整微合金元素含量,以保证充分发挥微合金元素的强化作用。
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发布时间:2015-05-19

转炉熔剂喷吹技术的新发展

引进底吹转炉的效果之一是熔剂喷吹的效果。在铁水中喷吹石灰和氧气,数分钟就可以进行铁水脱磷。可以说这一发现对其后的铁水预处理技术的发展起了很大的作用。近年来,采用炉顶添加石灰等的转炉式铁水预处理的情况越来越多,但其后该技术没有取得明显的发展。 由于石灰的脱磷效率还很低,因此希望采用新型原理的熔剂喷吹技术能取得发展。Aida等人研究指出,在底吹转炉上从两个不同的地方分别用氧气和氮气同时喷吹石灰,同时进行脱磷和脱硫精炼,虽然脱磷率与以往的相同,但脱硫率却有很大的提高。可以推测这是因为在渣的上浮过程中脱硫渣并没有与所有的渣混合的缘故。喷吹熔剂可以对渣上浮过程中的过渡反应加以利用和促进。 二次燃烧的反应热极大,是CO反应热的大约2.6倍。但是,提高二次燃烧效率后,转炉耐火材料的使用寿命成了了一个课题。由于目前的二次燃烧产生的热量向钢水和炉渣的传递效率还不很高,因此会导致耐火材料和废气温度的升高。 作为快速提高转炉内氧枪燃烧热的传热效率的方法,研究了向燃烧火焰中喷吹粉体的方法。在5t试验转炉上进行了燃烧实验。以往从二次燃烧传递到金属溶液的热量仅占总热量的20~30%。另一方面,在烧嘴燃烧过程中喷吹粉体时,传递到金属溶液的烧嘴的燃烧热量会增加。这种现象在实际转炉中已得到确认,并期待今后能对燃烧传递机理进行详细的解析。
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发布时间:2015-05-18

海绵钛中残留氯化镁对钛及钛合金熔铸的影响

海绵钛是轻而质地坚硬且呈蜂窝状的疏松产品,不能直接应用于钛制产品生产,必须经过高温熔炼成致密的钛锭才能应用于钛材加工。用海绵钛在真空自耗电弧炉熔炼钛及钛合金,需要将海绵钛颗粒及合金料压制成块,组焊成自耗电极使用。铸锭熔炼是在密闭的真空室中进行的,熔炼过程中不可能对熔体进行化学成分调整,故海绵钛对铸锭质量的控制起着非常重要的作用。镁热还原法生产的海绵钛中,不可避免地会残留有氯化镁,这些氯化镁会对电极、铸锭及熔炼设备产生不良影响。因此,研究海绵钛中残留氯化镁对钛及钛合金熔铸的影响,对生产实践中提高产品质量具有重要的意义。 残留氯化镁吸湿引起电极表面出现析出物。镁热法生产的海绵钛残留物主要为氯化镁,在空气中易潮解生成水合物。该水合物呈白色,含水多少与接触的空气潮湿程度、接触时间成正比。熔炼加热过程中,含水氯化镁分解出的水汽和氧化镁,会增加铸锭的含氧量。已有研究表明,因氧偏析,钛材容易出现发亮的富α层。在轧制过程中,富α层界面两侧的变形不协调,导致局部应力提高,材料脆化,从而引起开裂。 残留氯化镁对铸锭表面的影响也很大。铸锭表面的沉积物由细小的氧化物、氯化物等夹杂逐层沉积构成。覆盖在氧化物表面的无水氯化镁,在空气中冷却吸湿、溶解,汇集大量水分。当沉积的氯化镁较多时,放置一段时间,还会出现氯化镁水溶液。铸锭的残余热量会使氯化镁溶解形成的溶液蒸发部分水分,但不能完全脱除水分,因而沉积物粘滞、附着在铸锭表面,不易清除。将表面有这种“黑壳”或“黑斑”的一次铸锭直接入炉,进行二次熔炼,势必会带入大量水分和氧化物夹杂,既增大了真空熔炼控制难度,又使铸锭易产生气孔、夹杂等质量缺陷。 残留氯化镁对真空熔炼过程的危害主要有4点:增大发气量,降低熔炼真空度;增加气体杂质含量和气孔数量;残留高熔点颗粒,增大裂纹倾向;以及腐蚀真空系统,降低设备寿命。 镁热还原法生产的海绵钛,不可避免会残留有氯化镁。要减少氯化镁对钛及钛合金熔铸的影响,除了选择氯化镁含量低的海绵钛外,可以从以下几方面着手: (1)避免海绵钛长时间暴露在空气中。要求从海绵钛拆封到进真空炉这段时间需严格按工艺规程控制操作。尤其是在阴雨季节,应尽量缩短打开海绵钛包装桶到压制成电极的时间,称混料运送海绵钛颗粒过程加防护罩。 (2)杜绝海绵钛与水接触。存放海绵钛的场所,严禁用水冲洗。与海绵钛接触的设备、器具,如果用水冲洗过,重新使用前须吹干。被水浸过的海绵钛严禁直接使用。 (3)余料防水储存。批次压制电极常剩余海绵钛料,须按批号存放在有盖容器内,最好能密封,且存放时间不宜过长。重新使用前,必须加热烘烤处理。 若遇阴雨天气,应适当提高加热温度。配高牌号铸锭应不用或尽量少用余料。 (4)熔炼稳定操作,减少电流冲击。在熔炼过程中,电弧不稳定、电流冲击大,铸锭表面出现鱼鳞状波纹、长刺现象就严重,就越容易沉积挥发物。 (5)及时清除沉积物。电极、铸锭表面和真空系统内的沉积物有害无利,必须按清除程序和制度及时清除。
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发布时间:2015-05-15

通过高压变形技术制造管状空心体的方法和装置

用于制造隔离增加直径部分的管状空心体的方法和装置,使用内部的高压变形技术使隔离直径部分彼此有距离的排列。最初空心体的内部部分在一端被密封并在其另一端被支撑,且在此内部部分被一个水力内部高压形成越来越多的直径部分,而轴向地推进空心体,随后,在成形工具内轴向地旋转空心体以后,另一越来越多的直径部分用同样方式制造。 这是本发明的主要目标,以提供一种改进的方法,其用于制造管状空心体几个越来越多的直径部分,其通过使用内部的高压变形技术彼此被间隔,而同时避免在越来越多的直径部分的壁厚的过度的减少。 另一目标是提供适合于执行方法的装置。 根据本发明,最初空心体的内部部分在其一端被密封并在其另一端被由内部支撑并在此内部的部分通过水力的内部高压被形成越来越多的直径部分,而轴向地推进空心体,随后,在成形工具内轴向地旋转空心体以后,另一越来越多的直径部分用同样方式制造。 相应地,本发明的要点是在空心体中的越来越多的直径部分形成于内部部分这一事实。 根据本发明通过使用该方法,制造在空心体的纵向中的几个越来越多的直径部分是可能的,其实际上有任何预期的长度。通过制造在部分中的越来越多的直径部分,空心体弯曲不是可能的。通过在每一扩展的过程以后轴向地移动或推进空心体,空心体的壁厚不过度地被减少。通过在里面支持空心体,在轴向压力之下的空心体的部分的折痕的形成被压制。需要变形的水压可被减少。这导致减少在成形工具中的必需的矫顽力;这有在生产成本上的有利的效果。工具的磨损也被减少。 在成形工具中,越来越多的直径部分的形状和几何可根据通过选择的特殊要求被选择适当的模。越来越多的直径部分可单方面地和放射状地在空心体被制造或他们可以被制造成环形状。越来越多的直径部分也能彼此相对被环形设置。从而,根据本发明的方法特别适合于例如空心的凸轮轴的制造;因而,借此凸轮轴可有效地和经济地被制造。 根据一个本发明的特征,水力的内部高压从空心体的支持或拉撑头被应用。此方法不仅导致在方法中的效率增加,而且改进形状的自由选择,当制造相对于空心体的长度的空心体或空心体的可能的弯曲操作的时候。 根据另一特征,空心体在越来越多的二直径部分的制造之间被弯曲。这使重复地形成并弯曲空心体成为可能,为了制造几乎任何预期的长度的空心体,其具有几个弯和越来越多的直径部分。 根据另一特征,一个或多个越来越多的直径部分可在端部被打开。这可以以不同的方式实施,优选地通过一个剪断切削技术,例如,通过穿孔。通过打开越来越多的直径部分,环形成于空心体。 用于执行该方法的装置,包括一个两部分成形成形和一个封心轴,其可针对空心体的端面被放置。可以被插入空心体中的一次封和支援工具,包括动环和壳体,其中封和支援工具和壳体在空心体之内可位于它们的轴位置,其中贯穿有径向游间的壳体的导向棒可移动动环并针对空心体的内表面放置动环,以便动环和以是相对于媒介紧的方式的空心体的内表面接触。 通过使正确地定位壳体和动环成为可能,因为内部的部分的长度随越来越多的直径部分的轴长而变化,管状的空心体的长度和内部的部分的长度可自由地被选择。 根据本发明,动环包括可彼此相对被移置的二个板,封插件在板之间设置。当二个板被压在一起的时候,封插件形成圆周密封珠,其作为封闭圈并关闭在媒介紧的方式中的空心体。
编辑:冶金材料设备网
发布时间:2015-05-14

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