传统的划分高温合金材料可以根据以下3 种方式来进行: 按基体元素种类、合金强化类型、材料成型方式来进行划分。
1、按基体元素种类
⑴铁基高温合金
铁基高温合金又可称作耐热合金钢。 它的基体是Fe 元素,加入少量的Ni、Cr 等合金元素,耐热合金钢按其正火要求可分为马氏体、奥氏体、珠光体、铁素体耐热钢等。
⑵镍基高温合金
镍基高温合金的含镍量在一半以上,适用于1 000℃以上的工作条件,采用固溶、时效的加工过程,可以使抗蠕变性能和抗压抗屈服强度大幅。目前就高温环境使用的高温合金来分析,使用镍基高温合金的范围远远超过铁基和钴基高温合金用处。同时镍基高温合金也是我国产量、使用量的一种高温合金. 很多涡轮发动机的涡轮叶片及燃烧室,甚至涡轮增压器也使用镍基合金作为制备材料。半个多世纪以来,航空发动机所应用的高温材料承受高温能力从20 世纪40 年代末的750℃提高到90 年代末的1 200℃应该说,这一巨大也促使铸造工艺加工及表面涂层等方面快速发展。
⑶钴基高温合金
钴基高温合金是以钴为基体,钴含量大约占60%,同时需要加入Cr、Ni 等元素来高温合金的耐热性能,虽然这种高温合金耐热性能较好,但由于各个钴资源产量比较少,加工比较困难,因此用量不多。通常用于高温条件( 600 ~ 1 000℃) 和较长时间受极限复杂应力高温零部件,例如航空发动机的工作叶片、涡 、燃烧室热端部件和航天发动机等。为了获得更优良的耐热性能,一般条件下要在制备时添加元素如W、MO、Ti、Al、Co,以保证其优越的抗热抗疲劳性。
2、合金强化类型
根据合金强化类型,高温合金可以分为固溶强化型高温合金和时效沉淀强化合金。
⑴固溶强化型
所谓固溶强化型即添加一些合金元素到铁、镍或钴基高温合金中,形成单相奥氏体组织,溶质原子使固溶体基体点阵发生畸变,使固溶体中滑移阻力增加而强化。有些溶质原子可以降低合金系的层错能,提高位错分解的倾向,导致交滑移难于进行,合金被强化,达到高温合金强化的目的。
⑵时效沉淀强化
所谓时效沉淀强化即合金工件经固溶处理,冷塑性变形后,在较高的温度放置或室温保持其性能的一种热处理工艺。例如:GH4169 合金,在650℃的屈服强度达1 000 MPa,制作叶片的合金温度可达950℃。
软磁合号及其用途:
牌号:1J30,1J31,1J32 ,1J33,1J38
执行标准:GB/T15005-94
用途: 电磁回路和永磁回路中的磁分路补偿元件。
耐蚀软磁合金
牌号:1J36,1J116,1J117
执行标准:GB/T14986-94
用途: 在氧化性介质和肼类介质中工作的电磁器件。
高饱和磁感应强度软磁合金
牌号:1J22
执行标准:GB/T15002-94
用途: 电磁铁极头,耳机振动膜,力矩马达转子。
高硬度高电阻高磁导合金
牌号:1J87,1J88,1J89 ,1J90,1J91
执行标准:GB/T14987-94
用途: 用于制作录音机和磁带机磁头芯片以及特电机变压器,传感器,磁放大器等各种高频电感元件铁芯。
磁头用软磁合金
牌号:1J75 ,1J77C,1J79C,1J85C,1J87C,1J92,1J93,1J94,1J95
执行标准:YB/T086-1996
用途:用于制作磁头外壳,芯片,隔离片。
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金属间化合物高温材料是近期研究开发的一类有重要应用前景的、轻比重高温材料。十几年来,对金属间化合物的基础性研究、合金设计、工艺流程的开发以及应用研究已经成熟,尤其在Ti-Al、Ni-Al和Fe-Al系材料的制备加工技术、韧化和强化、力学性能以及应用研究方面取得了令人瞩目的成就。
Ti3Al基合金(TAC-1),TiAl基合金(TAC-2)以及Ti2AlNb基合金具有低密度(3.8~5.8g/cm3)、高温高强度、高钢度以及优异的抗氧化、抗蠕变等优点,可以使结构件减重35~50%。 Ni3Al基合金,MX-246具有很好的耐腐蚀、耐磨损和耐气蚀性能,展示出极好的应用前景。Fe3Al基合金具有良好的抗氧化耐磨蚀性能,在中温(小于600℃)有较高强度,成本低,是一种可以部分取代不锈钢的新材料。
六、环境高温合金
在民用工业的很多领域,服役的构件材料都处于高温的腐蚀环境中。为满足市场需要,根据材料的使用环境,归类出系列高温合金。
1、 高温合金母合金系列
2、 抗腐蚀高温合金板、棒、丝、带、管及锻件
3、 高强度、耐腐蚀高温合金棒材、弹簧丝、焊丝、板、带材、锻件
4、 耐玻璃腐蚀系列产品
5、 环境耐蚀、硬表面耐磨高温合金系列
6、 特种精密铸造零件(叶片、增压涡轮、涡轮转子、导向器、仪表接头)
7、 玻棉生产用离心器、高温轴及辅件 8、 钢坯加热炉用钴基合金耐热垫块和滑轨
9、 阀门座圈
10、 铸造“U”形电阻带
11、 离心铸管系列
12、 纳米材料系列产品
13、 轻比重高温结构材料
14、 功能材料(膨胀合金、高温高弹性合金、恒弹性合金系列)
15、 生物医学材料系列产品
16、 电子工程用靶材系列产品
17、 动力装置喷嘴系列产品
18、 司太立合金耐磨片
19、 超高温抗氧化腐蚀炉辊、辐射管。
不锈钢特性:在304钢的基础上,添加Ti以防止晶界腐蚀,适合于使用在430℃至900℃状态中。
不锈钢用途:航空器、排气管、锅炉汽包。
不锈钢牌号:309S
不锈钢特性:具有良好耐高温氧化性能与高温持久性能,耐热温度可达900℃,在无负荷的条件下, 耐热温度可达1000℃。
不锈钢用途:热处理炉,加热炉,电站锅炉热交换器,排烟道等高温环境设备。
不锈钢牌号:310S
不锈钢特性:具有良好耐高温氧化性能与高温持久性能,耐热温度可达1000℃,在无负荷的条件下, 耐热温度可达1100℃。
不锈钢用途:热处理炉,加热炉,电站锅炉热交换器,排烟道等高温环境设备。
不锈钢牌号:410
不锈钢特性:马氏体系的代表钢种,虽具有高强度,但不适合于恶劣的腐蚀环境。加工性良好,经过热处理后发生硬化,有磁性。
不锈钢用途:刀刃、机械部件、石油提炼设备、螺栓、螺母等。
不锈钢牌号:416
不锈钢特性:410基础上增加S的含量以切削性能。可以通过热处理强化。416的强度和切削加工性比304和316好,摩擦系数小,但耐腐蚀能力不如304和316。
不锈钢用途:多用于数控自动车床使用,生产电磁阀、特电机和电气元件等。
不锈钢牌号:420
不锈钢特性:410的高碳版本。淬火状态的硬度良好,具有耐腐蚀性,有磁性。
不锈钢用途:刀刃、管嘴、阀门、板尺、餐具(剪刀、刀)。
不锈钢牌号:431
不锈钢特性:马氏体不锈钢中强度与韧性搭配较好的一种钢种。它对氧化性酸、大部分有机酸以及有机盐类的水溶液有良好的耐蚀性。
不锈钢用途:航空部品、螺栓、雨刮器臂、弹簧、轴承等。
不锈钢牌号:440A、440B、440C
不锈钢特性:高铬,韧性大。可热处理至高硬度。
不锈钢用途:刀具、轴承等。
不锈钢牌号:430
不锈钢特性:作为铁素体钢的代表钢种,热膨胀率抵,成形性及耐氧化性较好。
不锈钢用途:耐热器具、燃烧器、家电产品、餐具、厨房洗涤槽等。
不锈钢牌号:430F
不锈钢特性:430基础上增加S的含量,改善切削性能。
不锈钢用途:耐热器具、燃烧器、家电产品、餐具、厨房洗涤槽等。
不锈钢牌号:630(17-4PH)
不锈钢特性:431牌号的改良型。沉淀硬化型。可以通过热处理方便地调整硬度。冷加工硬化明显。
不锈钢用途:齿轮、轴、阀等。
不锈钢牌号:631 (17-7PH)
不锈钢特性:301牌号的改良型。半奥氏体沉淀硬化型。常温的成型加工性良好。
不锈钢用途:飞机构造材料或精密机械的弹簧等。
不锈钢牌号:2205
不锈钢特性:双相不锈钢。兼具铁素体和奥氏体的优点。强度和韧性高。耐应力腐蚀和耐点蚀能力高于316L。
不锈钢用途:油气、石化、化肥、桥梁、建筑及化学品船等。