很多人不知道GH2747高溫合金性能鍛件介紹的知識，小編對切削加工高溫合金的刀具材料進(jìn)行分享，希望能對你有所幫助！

本文導(dǎo)讀目錄：

1、GH2747高溫合金性能鍛件介紹

2、切削加工高溫合金的刀具材料

3、GH4698高溫合金螺栓斷裂失效分析

GH2747高溫合金性能鍛件介紹

　　GH2747高溫合金是Fe-Ni-Cr基沉淀硬化型變形高溫合金，在固溶狀態(tài)下使用，長期工作溫度1100℃-1250℃，短時使用溫度可達(dá)1300℃。

　　合金具有較高的強(qiáng)度、較好的組織穩(wěn)定性，具有優(yōu)良的抗氧化和耐腐蝕性能。

　　合金的焊接性良好，可采用各種工藝進(jìn)行焊接。

　　主要產(chǎn)品有棒材、板材、管材、絲材和鍛件等。

　　GH2747高溫合金的材料成本較同類型高溫合金低。

　　合金在增加鉻元素含量的基礎(chǔ)上，通過提高鋁元素的含量以及添加微量稀土元素，至使合金在1000℃-1300℃的抗氧化性能得到較大改善。

　　熱軋棒材、鍛制棒材、鍛件：1000-1200℃，水冷，保溫時間根據(jù)材料厚度而定。

　　我們的優(yōu)勢項目主要集中于以下幾個牌號的基合金材料：。

　　GH131(GH1131)GH132(GH1132)GH136(GH1136)GH30(GH3030)。

　　GH33(GH4033)GH145(GH4145)GH169(GH4169)GH738(GH4738)。

　　GH99(GH4099)GH188(GH5188)GH80A(GH4080A)GH922(GH3922)。

　　NS144(NS1404)NS312(NS3102)NS315(NS3105)NS321(NS3201)。

　　NS336(NS3306)NS338(NS3308)。

　　鐵定膨脹玻封合金4J42鐵定膨脹玻封合金4J45。

　　Incoloy825(N08825)Incoloy020(N08020)Incoloy028(N08028)。

　　Incoloy925(N09925)IncoloyA-286(S66286)。

　　Inconel230(N06230)Inconel600(N06600)Inconel601(N06601)。

　　Inconel706(N07706)Inconel718(N07718)InconelX-750(N07750)。

　　309S(0Cr23Ni13)310S(0Cr25Ni20)310MoLN(00Cr25Ni22Mo2N)。

　　316N(0Cr17Ni12Mo2N)316LN(00Cr17Ni13Mo2N)316Lmod(00Cr17Ni14Mo2N)。

　　317LN(022Cr19Ni13Mo4N)321(0Cr18Ni10Ti)347(0Cr18Ni11Nb)。

　　17-4PH(S17400,630,0Cr17Ni4Cu4Nb)17-7PH(S17700,631,0Cr17Ni7Al)。

　　69111(0Cr12Mn5Ni4Mo3Al)FV520B1Cr15Ni36W3Ti。

　　Monel400MonelR-405MonelK-500。

　　F51(S31803,00Cr22Ni5Mo3N)F53(S32750,00Cr25Ni7Mo4N)。

　　F61(S32550,00Cr25Ni6Mo3Cu2N)。

　　RS-2(0Cr20Ni26Mo3Cu3Si2Nb)904L(N08904,00Cr20Ni25Mo4.5Cu)。

　　654SMO(S32654,00Cr24Ni22Mo7Mn3CuN)。

切削加工高溫合金的刀具材料

　　高速鋼刀具材料是較早用于加工高溫合金的刀具材料，現(xiàn)在由于加工效率等原因正被像硬質(zhì)合金這樣的刀具材料所替代。

　　但在一些成形刀具以及工藝系統(tǒng)剛性差的條件下，采用高速鋼刀具材料加工高溫合金仍是很好的選擇。

　　另一方面，加工效率是一種綜合的評判，高速鋼刀具切削速度低，在某些特定條件下其損失的效率可以通過采用大的切削深度來彌補(bǔ)，因?yàn)楦咚黉摰毒卟牧嫌懈叩膹?qiáng)度和韌性，且刃口可以更鋒利，產(chǎn)生的切削熱更低，加工硬化現(xiàn)象更輕。

　　在高速鋼中加入適量的鈷后，由于鈷可促進(jìn)奧氏體中碳化物的溶解作用，可以提高高速鋼的熱穩(wěn)定性和二次硬度，高溫硬度得到提高；同時鈷還可促進(jìn)高速鋼回火時從馬氏體中析出鎢或鉬的碳化物，增加彌散硬化效果，因而能提高高速鋼的回火硬度，從而提高高速鋼的耐磨性。

　　在高速鋼中增加鈷量可改善其導(dǎo)熱性，特別是在高溫時更為明顯，這有利于切削性能的提高，在相同條件下，刀刃溫度可減小30～75℃。

　　同時鋼中加入鈷后，可降低刀具與工件間的摩擦系數(shù)，并改善其加工性。

　　如車削高溫合金GH132，采用W2Mo9Cr4VCo8(M42)，工件D33mm，n180r/min，ap2mm，f0.15mm/r，油冷，切削長度300mm，后刀面磨損0.2～0.3。

　　粉末冶金高速鋼是用細(xì)小而均勻的高速鋼結(jié)晶粉末，在高溫(1100℃)、高壓(100Mpa)下直接壓制成的刀具。

　　這種工藝完全避免了碳化物的偏析，在相同硬度條件下強(qiáng)度比熔煉鋼提高20%～80%，硬度則隨著密度加大而提高，組織均勻，高溫硬度比熔煉鋼高0.5～1.0HRC，因此有較好的切削性能。

　　如在其中加入適當(dāng)?shù)奶蓟?如TiC、TiCN、NaC等)，可增加耐磨性、耐熱性，這更有利于高溫合金的切削加工，如在加工航空發(fā)動機(jī)鎳基合金GH37葉片上的孔時，粉末冶金高速鋼FT15(FW12Cr4V5Co5)鉆頭可鉆9孔，而M42只能鉆1～3孔。

　　在鎳基合金的火箭發(fā)動機(jī)零件上銑削螺紋，用9/2＂的硬質(zhì)合金螺紋銑刀能夠加工5件，用粉末治金高速鋼CPM76(美)螺紋銑刀則可以加工33件。

　　PVD涂層硬質(zhì)合金已被證明可有效加工高溫合金。

　　經(jīng)過PVD涂層工藝，能在刀具表面涂覆一層很薄的TiAlN層，所以特別適用于對鋒利切削刃的涂覆，這一點(diǎn)對高溫合金加工尤為重要。

　　PVD涂層刀片涂層溫度低，保持了基體的高強(qiáng)度，而且能給刀具切削刃表面提供一個可防止高溫合金切削中最容易產(chǎn)生裂紋的壓應(yīng)力，而沒有減少刀具韌性，所以它能提供一個密度高、金相組織均勻的涂覆表面，極好地延長了刀具壽命。

　　如伊斯卡CNMG-TFIC908是一種細(xì)顆?；wTiAlNPVD涂層刀片，用于加工GH4169，Vc50m/min，f0.2mm/r，ap2mm，壽命為40min。

　　近來，“新型富鋁涂層”也已應(yīng)用于高溫合金的加工，這種AlTiN涂層，“Al”分子的含量增加到65%～80%molAlN，涂層有更高的致密度和高溫硬度。

　　“Al”分子在AlTiN涂層中最為活潑，切削時，它與空氣中的氧結(jié)合在刀具表面形成一層氧化鋁保護(hù)膜，其結(jié)果是在不犧牲韌性的前提下，極好地提高了涂層的紅硬性。

　　如伊斯卡的IC903為含鈷量12%的超細(xì)顆粒合金，PVDTiAlN涂層，用于中高速加工鎳基合金，而新型的富鋁涂層合金Al-IC903的壽命是IC903的1～2倍。

　　目前，用于加工高溫合金的涂層合金已發(fā)展為由幾層組合而成，實(shí)踐已證明了這種組合比其他任何一種單一涂層在很寬范圍的運(yùn)用時更有效，因此，針對高溫合金應(yīng)用PVD復(fù)合涂層或許能成為加工高溫合金的硬質(zhì)合金新涂層材料的亮點(diǎn)。

　　立方氮化硼CBN有高的硬度和耐磨性，其顯微硬度為8000～9000HV，有很高的熱穩(wěn)定性(可達(dá)14001500℃)，有抵抗周期性高溫作用的能力。

　　CBN還有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、較好的導(dǎo)熱性(是硬質(zhì)合金的20倍)和較低的摩擦系數(shù)(系數(shù)值為0.1～0.3，硬質(zhì)合金的摩擦系數(shù)為0.4～0.6)，低的摩擦系數(shù)和優(yōu)良的抗粘能力使CBN刀具切削時不易形成滯流和積屑瘤，故適于高速切削高溫合金，如加工因康鎳718，最佳切削速度為100～120m/min。

　　金剛石有極高的硬度和耐磨性、很低的摩擦系數(shù)、很高的導(dǎo)熱性能，并且切削刃非常鋒利。

　　因金剛石(碳)在鈦中的溶解度比在鐵中小得多，故其擴(kuò)散磨損很小，可以用于加工鈦合金類高溫合金，如用天然金剛石刀具在乳化液冷卻的條件下加工TC4鈦合金，切削速度可達(dá)200m/min(K類硬質(zhì)合金切速20～50m/min)，而且切30min后金剛石刀具幾乎沒有磨損，若不用切削液，允許的切削速度也有100m/min。

　　高速切削高溫合金實(shí)際上是一種高溫切削加工，硬質(zhì)合金在高溫下(例如1000℃)與因康鎳718等高溫合金一樣硬度會顯著下降，刀具在很短的時間內(nèi)失效，而在此溫度下CBN仍保持常溫的硬度和強(qiáng)度，從而可較容易地加工已經(jīng)變軟的工件。

　　但這些刀具的應(yīng)用有一個前提：機(jī)床-工件-刀具工藝系統(tǒng)要有足夠的動力和剛性，而且工件以及機(jī)床要能承受高的切削熱和大的切削力帶來諸如變形的影響。

GH4698高溫合金螺栓斷裂失效分析

　　該GH4698高溫合金螺栓斷裂位置為螺栓夾層，基本位于墊圈與螺母的配合處，螺栓斷裂前后宏觀形貌如圖2所示。

　　將斷裂的螺栓組件拆卸，在體視顯微鏡下觀察，可見整個斷面較為平坦，基本呈現(xiàn)出沿晶斷裂形貌，螺栓斷口的宏觀形貌如圖3所示。

　　從螺栓側(cè)面進(jìn)行觀察，螺栓斷口附近未見明顯的頸縮變形或微裂紋，斷裂兩側(cè)斷口能夠完全吻合，裂紋一側(cè)與無裂紋一側(cè)的螺栓與擋圈配合段的圓周表面形貌有明顯差異，裂紋側(cè)圓周表面呈光亮金屬色，而無裂紋一側(cè)圓周表面的金屬色已基本磨損(見圖4)。

　　對墊圈進(jìn)行宏觀觀察，可見左右兩側(cè)壓痕深度和壓痕形貌有明顯差異(見圖5)。

　　裂紋源區(qū)附近未見明顯的夾雜缺陷[見圖6a)]，裂紋源區(qū)斷口為類解理形貌,局部可見疲勞條帶[見圖6b)]，擴(kuò)展區(qū)可見明顯的沿晶二次裂紋[見圖6c)]，瞬斷區(qū)為類解理斷裂形貌[見圖6d)]。

　　將螺栓斷口沿縱向截面取樣，用光學(xué)顯微鏡觀察拋光態(tài)和腐蝕態(tài)的顯微組織。

　　在斷面附近均未見夾雜缺陷，可見明顯的沿晶二次裂紋，晶粒度為01級(見圖7)。

　　通常情況下，材料的晶粒越細(xì)小，其強(qiáng)度、塑性和沖擊韌性就越高，而在高溫條件下，粗晶材料的蠕變強(qiáng)度和持久強(qiáng)度較細(xì)晶材料的更高。

　　一般在750800℃時,GH4698高溫合金的晶界強(qiáng)化作用增強(qiáng)，而粗大的晶粒會使晶界長度變短，晶界強(qiáng)化作用變?nèi)酰趹?yīng)力作用下會產(chǎn)生沿晶斷裂。

　　GH4698高溫合金螺栓的化學(xué)成分雖然滿足技術(shù)要求，但與正常螺栓相比，其晶粒較為粗大。

　　常溫下，晶界能夠阻止裂紋擴(kuò)展，粗大的晶粒會降低材料的抗疲勞能力，因此晶粒粗大也會使螺栓發(fā)生斷裂。

　　表1不同溫度下螺栓的力學(xué)性能和晶粒度檢測結(jié)果。

　　(2)斷裂螺栓的晶粒粗大，降低了材料的塑性和沖擊韌性，增大了缺口的敏感性，促使裂紋快速沿晶擴(kuò)展。

那么以上的內(nèi)容就是關(guān)于GH2747高溫合金性能鍛件介紹的介紹了，切削加工高溫合金的刀具材料是小編整理匯總而成，希望能給大家?guī)韼椭?/p>