能源行业高温合金零件的切削加工(2.4465高温合金材料的抗拉强度)
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能源行业高温合金零件的切削加工
设计者采用能耐受高温、腐蚀和摩擦磨损的高温合金来制造能源零部件。
有一些精密零部件(如发电机或涡轮系统的零部件)用于正常的工作环境,而另一些零部件(如深井钻探系统的零部件)则需要在极端条件下工作。
高温合金(如双相合金Inconel718和超级双相合金Inconel625)还具有良好的防磁性、耐磨性和高屈服强度,并适用于需要耐腐蚀的密封表面。
这些零部件用于各种极端环境,而高温合金有助于保持这些产品的完整性。
许多属于高温合金范畴的金属中都包含有不同比例的各种合金元素(可多达10种以上,如属于同一类合金的铬、钼、钨和钛),这意味着即使在同一类高温合金中,加工参数和可切削性也可能大相径庭。
每种材料自身的特性都会给制造工艺带来一系列难题,加工每种材料的切削速度、进给量和切削深度都可能完全不同。
铸件通常具有硬度较高的粗糙表面,从而降低了其可切削性,并可能导致刀具发生刻划磨损。
棒料是三种毛坯形式中最容易加工的一种,不会对刀具造成严重的刻划磨损。
此外,由于锻造工艺对材料的内部结构进行了“锤打”,因此在切削加工锻件时,工件材料容易移动让刀。
切屑减薄效应除了有助于减小刀具刻划磨损以外,在许多情况下还可以提高金属去除率,因为要保持适当的切屑厚度,就必须提高进给速度。
除了会引起刀具的刻划磨损以外,高温合金材料还具有加工硬化倾向。
这就要求在加工此类材料(尤其是锻件)时,应采用较低的切削速度。
高温合金的表面切削速度约为23-45m/min。
切削速度太快会产生大量切削热,从而对刀具造成损害,并有可能引起工件材料的加工硬化。
在需要对工件进行多次走刀加工的情况下,工件表面的加工硬化将使在本就难以加工的材料中每次后续走刀都变得更具挑战性。
切削加工高温合金时,采用耐热和耐磨涂层(如AlTiN和AlCrN涂层),并在刀具涂层中添加一些特定的添加剂(如SiO2)来提高刀具的耐磨性和使用寿命,增强其润滑性和热稳定性。
不过,在加工某些零部件时(如在合金钢主体上嵌入或焊接了高温合金的零部件),最好避免用陶瓷刀具同时切削两种金属材料,而应改用硬质合金刀具。
这是因为在此类加工中,当陶瓷刀具接触基底金属时,会受到很大的冲击,导致刀具过早磨损。
与硬质合金刀具相比,晶须增强陶瓷刀片在加工高温合金时切削速度更快,耐磨性和耐高温性能更好。
在连续切削高温合金时,最好还是要使用冷却液。
而在断续切削时(如用晶须增强陶瓷刀片铣削高温合金),则可利用压缩空气来清除切屑和冷却刀具/工件界面。
这是因为在断续切削时使用冷却液,可能会使陶瓷刀片在切入和切出产生高温的切削区时受到剧烈的热冲击,从而缩短刀具寿命。
联接刚性的提高对能源零部件的切削加工特别有利,因为此类零件通常尺寸都很大,需要使用长悬伸刀具才能实现对零件特征的加工。
当从基准线到刀尖的悬伸量长达150mm、200mm、250mm,且切削力很大时,高刚性联接可确保刀具不会从主轴中被拉出。
在美国和世界各地,化石能源的大规模开采如火如荼。
为了满足这种巨大需求,OEM制造商和普通加工车间对加工高温合金的先进设备与技术的需求必将与日俱增。
2.4465高温合金材料的抗拉强度
2.4465高温合金是Fe-Ni-Cr基固溶强化型变形高温合金,合金在900℃高温时具有中等的持-久和蠕变强度。
具有良好的耐氧化和耐腐蚀性能,良好的冷热加工成形性和焊接性能,适于制作在900℃以下长期使用的航空发动机燃烧室等部件,以及工作温度可达1080℃短时使用的高温部件,主要有板、带、管、棒、锻件和铸件。
国标:NS1102,NS112,0Cr21Ni32AlTi,美标:2.4465,N08810,德标:2.4465,X5NiCrAlTi31-20。
2.4465高温合金在高达1200℃时具有很好的耐氧化性、高温强度好、很好的成形性和焊接性、很好的抗应力腐蚀开裂性。
密度8.3g/cm3、熔点1260-1355℃,抗拉强度RmN/mm2:730,屈服强度RP0.2N/mm2:283,延伸率A5%:40。
2.4465高温合金能用各种焊接工艺焊接,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。
优先考虑采用脉冲电弧焊,焊接前,材料需为固溶处理态,去除氧化皮、油污和各种标记印痕,焊缝两边约25mm宽范围需打磨至光亮金属表面。
2.4465高温合金广泛应用于工业和航空汽轮机(燃烧室、整流器、结构盖)、工业炉部件、支撑辊、栅板、丝带和辐射管、石油化学炉中的螺旋管等领域。
GH4133B镍基高温合金
GH4133B是在GH4133基础上添加适量的Mg和Zr微合金化而制成的改型合金。
GH4133B消除了GH4133合金750℃以上存在的缺口敏感性,使材料的使用寿命成倍增加,大幅提高了持久强度和塑性。
因此,在航空选材中选用GH4133B作为航空发动机用材料。
其他(%):B≤0.01,Ce≤0.01。
①固溶强化是金属强化的一种重要形式,通过形成固溶体使金属强度和硬度提高的现象。
在溶质含量适当时,可显著提高材料的强度和硬度,而塑性和韧性没有明显降低,这是其最大的特点。
③沉淀强化以时效强化为前提,目的是强化合金。
加入钴、钨、钼等元素,使合金获得很高的屈服强度。
作用是降低高速钢表面硬度,提高塑性,以利于切削等冷变形加工;。
1,海洋:海域环境的海洋构造物,海水淡化,海水养殖,海水热交换等。
3,能源领域:原子能发电,煤炭的综合利用,海潮发电等。
那么以上的内容就是关于能源行业高温合金零件的切削加工的介绍了,2.4465高温合金材料的抗拉强度是小编整理汇总而成,希望能给大家带来帮助。
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