高温合金为何难加工 (转载)(为什么说K419是镍基铸造高温合金)
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高温合金为何难加工 (转载)
在磨削高温合金的过程中，砂轮磨粒顶部表面极易与高温合金黏附，使黏附在磨粒上的金属层与被磨零件表面接触，摩擦因数增大，再加上磨削高温合金时所消耗的变形功比磨削普通钢料时高，磨削热量高，而材料本身的导热率低，因而使磨削热集中在被磨工件表层，使磨削温度高。
磨削高温合金的磨削温度大约比磨削普通钢料高200℃左右。
磨削高温合金时所产生的大量磨削热会造成零件表面烧龟裂，使零件表面完整性变差。
由于高温合金的高温强度高，加工硬化严重，而且高温合金中含有许多由金属碳化物、氮化物、硼化物以及金属间化合物等构成的硬质点，尤其是具有相构成的微质点，因此机械摩擦磨损严重。
不仅如此，由于切削力大，切削温度高，在高温高压下，一切屑界面产生黏结，造成的黏结磨损。
此外，在较高的切削温度下，加剧了材料中某些合金元素（如钨、钴、钛、铌等）同上件及切屑间的扩散作用，造成扩散磨损。
同时，在高温条件下，周围介质中的碳、氢、氧、氮等元素容易浸入切削界面，使材料生成相应脆性相，加大了材料表层组织的应力集中，使产生裂纹，甚至崩刃。
在磨削高温合金的过程中，砂轮磨粒除了有较严重的磨耗磨损外，砂轮还有较严重的黏附堵塞。
由于切削力大、切削温度高，而且砂轮磨损快，因此高温合金的加工表面完整性较难保证。
切削加工高温合金时，在零件表面处将产生较大的残余拉应力，然后沿零件表层深度急剧下降。
另外，零件加工表面的冷作硬化也较突出，特别是冷作硬化深度层较深。
为什么说K419是镍基铸造高温合金
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原创镍基高温合金GH4698材料的特点
GH4698合金是一种以铝、钛、钼、铌时效强化型镍基高强度变形高温合金,主要用于温度不超过750℃的涡轮盘、流片和承力环等零件。
不同的零件因工作条件不同,要求合金的力学性能也不同。
前苏联所采用的热处理制度主要有以下两种:①标准热处理制度:1120℃8h,AC(空冷)+1000℃4h,AC+775℃16h,AC;四段式热处理制度:1120℃8h,AC+1000℃4h,AC+775℃16h,AC+700℃16h,AC。
一次固溶温度对GH4698合金晶粒尺寸的影响如图2所示。
可见合金的晶粒长大曲线上明显出现了晶粒突然长大的两个阶段:第一阶段突变温度在10001050℃范围内,即温度不超过1000℃时,晶粒基本不长大,晶粒直径为4050m,温度超过1050℃后,晶粒长大速度缓慢,曲线趋于平直;第二阶段的突变温度为1150℃。
为了得到较为细小均匀的晶粒,选用1000℃和1100℃作为两种不同的固溶温度做进一步研究。
Ⅱ:1000℃8h,AC+650℃20h,AC+775℃16h,AC;。
由表2和图3可以看出,GH4689合金经第Ⅰ和第Ⅲ两种热处理制度处理后,其室温性能无明显差异,而经第Ⅱ种热处理制度处理后,GH4689合金的室温屈服强度Re和抗拉强度Rm均提高,塑性无明显变化,但冲击性能与经第Ⅰ种热处理制度处理的相比有所下降,不过仍高于技术指标的要求。
图5为经3种热处理制度处理后GH4689合金的晶粒度。
可见因第Ⅰ和第Ⅲ种热处理制度分别采用1120℃和1100℃并保温8h的固溶处理,其晶粒均较大(23级);第Ⅱ种热处理制度采用1000℃保温8h固溶处理,晶粒度比其它2种热处理制度均匀细小(56级)。
第Ⅱ种热处理制度在高于合金再结晶温度(t970℃)并且稍低于大′相的完全溶解温度(约1050℃)的1000℃进行固溶处理,可以得到比标准热处理更均匀细小的晶粒组织。
这是因为在变形过程中,残留的大′相(约3%)和1000℃固溶处理过程中析出的大′相共同起到了控制晶粒长大的作用。
经3种热处理制度处理的GH4698合金晶界上的碳化物均呈链状分布,不同的是经第Ⅱ种热处理制度处理后合金的晶界上除了有碳化物外,还有大′晶粒存在。
而大′晶粒和碳化物的共同存在弥补了晶界上碳化物析出的不足,使晶界与晶内强度具有较好的配合,所以合金既有较高的强度,又有良好的塑性。
(2)GH4689合金经1000℃8h,AC+650℃20h,AC+775℃16h,AC热处理制度处理后晶粒细小均匀;存在3种均匀弥散的不同尺寸的′晶粒;晶界上除了碳化物外还有大′晶粒存在。
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