lnconel625鎳基合金(激光增材制造鎳基合金梯度組織的工藝研究)
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lnconel625鎳基合金
坡莫合金1J85440C不銹鋼鐵鎳合金1J50膨脹合金KOVAR鎂合金AZ31BAZ91D因瓦合金INVAR36鈹銅,鉻銅,磷銅鎳鐵合金FENI42耐蝕合金MONEL400耐熱不銹鋼精密合金4J294J36incoloy合金825inconel合金718625哈氏合金C276膨脹合金軟磁合金1J791J117合金鋼彈性合金3J21ELGILOY鎳鉻合金CR20NI80軟磁合金1J85。
激光增材制造鎳基合金梯度組織的工藝研究
相控陣雷達的工作距離和性能往往與T/R組件的功率成正比,而大功率的T/R組件會相應引發熱量散失和熱失配問題。
本文以高熱導、低膨脹的AlN為增強相,以純Al為基體,采用SPS方法制備體積分數5%55%AlNp/Al復合材料,利用先進分析手段對復合材料的微觀組織、熱物理性能和力學性能進行了系統的研究,分析了相關影響因素;并以此為基礎制備了三種AlNp/Al層狀梯度復合材料;使用MSC.Marc有限元模擬軟件分析AlNp/Al層狀梯度復合材料用于T/R組件封裝外殼的溫度、應力、位移;采用磁控濺射沉積金屬薄層的方式對AlNp/Al復合材料和6061Al進行表面改性,采用SnAgCu釬料對表面改性后的AlNp/Al復合材料和6061Al進行連接,并分析接頭組織形貌、界面組成結構的形成及演變規律。
通過對球磨工藝(轉速、時間)和SPS工藝(燒結溫度、保溫時長)的系統研究,獲得致密化程度高、低孔隙率的AlNp/Al復合材料。
隨著難加工材料在工業中的應用越來越多,對切削工具性能的要求也越來越高。
目前常用的硬質合金刀具材料耐磨性和強度難以滿足難加工材料的要求,為了進一步提高硬質合金的耐磨性、強度,延長使用壽命,現在主要通過CVD或PVD等方法在硬質合金表面沉積一層具有高硬度、高耐磨性的涂層。
但由于基體和涂層的熱膨脹系數不同,在制備和使用過程中涂層易產生微裂紋,這些微裂紋在使用過程中會向基體中擴展造成刀具材料的失效,降低了涂層刀具的使用壽命。
表面富粘結相梯度硬質合金由于表面有一層富粘結相韌性層,能夠有效的防止裂紋向基體中擴展,主要被用來作為涂層刀具基體。
為了提高硬質合金的強度,細化晶粒是一種非常有效的途徑,目前人們已經通過細化WC晶粒,制備出了超細晶梯度硬質合金,并表現出了良好的性能。
為了進一步提高硬質合金涂層刀具的性能,本文制備了納米晶梯度硬質合金,以進一步提高涂層刀具用梯度硬質合金基體的性能。
本文首先通過高能球磨獲得納米級的混合粉末,然后采用兩步法燒..。
W-Cu梯度復合材料具有優良的導電性和導熱性,因此被廣泛用于電子封裝材料。
但是W、Cu的熱膨脹系數差異較大,W-Cu梯度復合材料內部存在熱應力,限制其在熱組裝材料領域的應用。
本論文以解決W-Cu梯度復合材料的殘余熱應力為目標,通過添加與W熱膨脹系數相近的SiC相,制備出平行性良好的W-SiC_P/Cu梯度復合材料。
因為SiC相的熱膨脹系數與W接近,通過調節W、SiC兩相的含量,可以使梯度材料中間層的熱膨脹系數相近,從理論設計上減小或消除梯度復合材料內部的熱應力。
為此,本文采用流延工藝和真空熱壓燒結制備了孔隙率低、層間平行性好、組成厚度控制精準的W-SiC_P/Cu三元體系的梯度復合材料。
研究了流延工藝、排膠溫度、燒結制度等對W-SiC_P/Cu均質復合材料物相和微觀結構的影響規律,并詳細表征了W-SiC_P/Cu梯度復合材料的平面度和顯微結構。
通過調節增塑劑和PVB的含量制備出的不同組分W-SiC_P/Cu流延料漿時間穩定性良好..。
本文用兩步燒結方法制備了梯度結構硬質合金,用掃描電子顯微鏡(SEM)和能譜分析研究了不同的燒結工藝和基體..。
傳統硬質合金是由均勻分布的碳化物陶瓷相骨架與金屬粘結相交錯形成的復合材料。
其均勻結構決定了傳統硬質合金的耐磨性和斷裂韌性兩者之間存在著此消彼長,難以同時提升的矛盾。
傳統硬質合金的這一顯微結構-宏觀性能的局限性嚴重限制了其在高硬度、難加工材料切削加工中的應用。
梯度結構硬質合金為解決傳統硬質合金耐磨性和斷裂韌性無法同時提升這一矛盾提供了一種有效途徑。
目前,梯度硬質合金的制備方法主要包括表面滲碳與表面滲氮兩種方法。
相對于表面滲碳技術,表面滲氮可以制備表面富立方相(Ti(CN))的特殊結構梯度硬質合金,可以更大程度提升刀具切削性能。
目前對于滲氮制備梯度結構硬質合金的研究主要集中在固相滲氮方面,所得的梯度表層以WC基硬質合金為主,尚無法明顯提升其使用性能。
而對于通過液相滲氮制備梯度硬質合金的研究在國際國內尚處于早期探索試錯階段,對于金屬粘結相的含量、類型、WC晶粒尺寸、滲氮工藝、尤其是氮氣壓強等關鍵材料及工藝因素對梯度結構形成機理的研究尚..。
干貨丨鎳基合金知識大全
熔爐零件、隔熱層、熱處理產業、石油與天然氣產業。
為了滿足艦船和工業燃氣輪機的需要，60年代以來還發展出一批抗熱腐蝕性能較好、組織穩定的高Cr鎳基合金。
在從40年代初到70年代末大約40年的時間內，鎳基合金的工作溫度從700提高1,100℃，平均每年提高10℃左右。
時至今日，鎳基合金之使用溫度已可超過1,100℃，從前述最初成份簡單之Nimonic75合金，到近期發展出之MA6000合金，在1,100℃時拉伸強度可達2,220MPa、屈服強度為192MPa；其1,100℃/137MPa條件下之持久強度約達1,000小時，可用于航空發動機葉片。
鎳基合金是超合金中應用最廣、強度最高的材料。
(2)合金添加超繁雜：鎳基合金常添加十種以上之合金元素，用以增進不同環境之耐蝕性；以及固溶強化或析出強化等作用。
(1)固溶強化元素，如W、Mo、Co、Cr和V等，藉由此類原子半徑與基材的不同，在Ni-Fe之基地造成局部晶格應變來強化材料；。
鎳基合金室溫下就具有較高的拉伸強度(TS1,200-1,600；YS900-1,300MPa)，且兼具良好的延展性，此一趨勢可維持至高達圖3。
包含利用前述以離子與共價鍵結，在常溫下具有高熔點、高強度之'或''等析出相，搭配滑移系統多而具延展性之沃斯田鐵相基地，以復合材料之概念得到兼具強度塑性之優異機械性質，使得鎳基合金之應用溫度成為金屬材料中最高的圖4:。
圖5潛變變形之三個階段，以及溫度對潛變影響之強度-應用溫度示意圖。
應力和應變率的關系隨潛變機制的不同而有所不同，一般說來，溫度的升高或是應力的增加都會增加穩態潛變的變形速率并縮短潛變壽命。
潛變之機制可分為(1)差排潛變：受到高溫的幫助，差排可能沿滑移面發生滑移，進而發生變形。
(2)擴散潛變：由原子移動造成，沿晶粒散的稱為Nabarro-HerringCreep，在高溫時為主要機制。
沿晶界擴散的叫做CobleCreep，在低溫時為主要機制。
(3)晶界滑移：因高溫時晶界較弱，材料易沿晶界產生滑移，造成沿晶裂縫。
故高溫時晶粒越小越容易產生晶界滑移潛變及沿晶裂縫。
金屬的潛變變形常為差排潛變與晶界滑移的交互作用，鎳基合金由于具有介金屬相的析出，可大幅抑制差排潛變，而晶界上析出之碳化物則可幫助抵抗晶界滑移造成之潛變現象，使得鎳基合金相對其他金屬材料具有較優異之抗潛變性質圖6：。
此外，從傳統的鑄造方式改以單向性凝固長柱狀晶，抵抗高溫潛變的性質會上升，若進一步長成單晶時，抗潛變能力更大幅提高，故鎳基合金也發展出方向性共晶凝固、單晶鑄造、粉末冶金等特殊技術，進一步增進了鎳基合金抵抗高溫潛變的能力。
純鎳材料如Ni200/201(UNSN02200/UNSN02201)是商業純鎳(>99.0%)。
它具有良好的機械性能和優異的抗腐蝕能力，及其它有用物理特性，包括其磁性能、磁致伸縮性能、高的導熱和導電性能等。
Ni200的抗腐蝕能力使得它在面對如食品、人造纖維以及苛性堿等需要保證產品純凈的應用中特別有用。
在結構應用中當抗腐蝕能力是主要考慮因素時使用也很廣泛。
鎳基耐蝕合金包括哈氏合金以及Ni-Cu合金等，主要合金元素是Cr、Mo、Cu等，具有良好的綜合性能，可耐各種酸腐蝕和應力腐蝕。
最早應用Ni-Cu成份之Monel；此外還有Ni-Cr合金(即鎳基耐熱合金，耐蝕合金中的耐熱腐蝕合金)、Ni-Mo合金、Ni-Cr-Mo合金(即哈氏合金之C系列)等。
以耐蝕特性而言，Ni-Cu合金在還原性介質中耐蝕性優于Ni，而在氧化性介質中耐蝕性又優于Cu，在無氧和氧化劑的條件下，是耐高溫氟氣、氟化氫和氫氟酸的最好的材料；Ni-Cr合金主要在氧化性介質條件下使用。
可抗高溫氧化和含硫、釩等氣體的腐蝕，合金中含Cr量在大于13%時才能造成有效的抗蝕作用，而Cr含量越高，其耐蝕性越好，但在非氧化性介質如鹽酸中，耐蝕性較差，這是因為非氧化性酸不易使合金生成氧化膜，同時對氧化膜還有溶解作用。
圖8不同合金在還原酸(HCl)中之耐蝕性質數據。
圖10真空感應熔煉與電渣重熔精煉設備之示意圖。
鎳基合金在加工方面常采用鍛造、軋制等方式型，對于熱塑性差的合金甚至采用擠壓開胚后軋制或用軟鋼(或不銹鋼)包套直接擠壓技術。
一般變形的目的是為了破碎鑄造組織，優化微觀組織結構。
鎳基合金在高溫時較高之變形阻抗與熱延性的不穩定，增加了鎳基合金制程上的困難度。
一般鎳基合金強度高，冷、熱加工不易，以C-276為例，高溫變形阻抗約為不銹鋼之2.4倍；且冷加工之高硬化率使得其強度可至不銹鋼的2倍。
而熱加工時除需考慮高溫變形阻抗外，還需考慮不同溫度下熱延性之不同變形阻或夾雜物出現之區域)的發生與否，而不純區則會傷害合金之高溫機械性質，如圖11：。
以超合金鑄件而抗與熱延性同時允許進行加工之溫度范圍，才能視為熱加工制程之工作區間。
加工后或部份鑄造合金需進行熱處理，鎳基合金固溶熱處理之目的，為視產品性質(如韌性或潛變)之需求，進行晶粒尺寸之控制，并以高溫促使發生再結晶與應力消除，以及回溶前制程中析出之不良相，如M23C6、、等。
以固溶強化型鎳基合金而言，其熱處理程序為(1)升溫至析出物可發生回溶之溫度，(2)持溫以達到所需晶粒尺寸，(3)冷速須控制避免如敏化相M23C6等之析出。
(1)王會陽、安云岐、李承宇、晁兵、倪雅、劉國彬、李萍，鎳基高溫合金材料的研究進展，材料導報25卷，p.482-486,2011。
(3)M.F.Ashby,MaterialsSelectioninMechanicalDesign,4thEdit.,Butterworth-Heinemann,2011。
(5)M.Kutzetal.(eds),HandbookofMaterials。
(6)R.B.Rebaketal.,AdvancedMaterials&Processes,H2116,Feb.2000。
那么以上的內容就是關于lnconel625鎳基合金的介紹了，激光增材制造鎳基合金梯度組織的工藝研究是小編整理匯總而成，希望能給大家帶來幫助。
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