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k419鑄造高溫合金適合于制作燃?xì)鉁u輪空心葉片和整體鑄造渦輪等高溫零部件

來(lái)源:上海飛釩特鋼集團(tuán)有限公司   2024年11月13日 09:08  

K419概述:

K419是高鎢低鉻型鎳基鑄造高溫合金,含有較多的γ’相形成元素鋁、鈦、鈮等,并含有較高的硼。合金具有高溫強(qiáng)度高、綜合性能好組織穩(wěn)定、鑄造上藝性能好等特點(diǎn)。在700~1150℃下鑄態(tài)或滲鋁態(tài)的持久性能均無(wú)缺口敏感性,基材在1050℃以下抗氧化。在渦輪轉(zhuǎn)子葉片通常承受的應(yīng)力范圍(147-245MPa)內(nèi),與國(guó)外同類(lèi)型的合金相比較,工作溫度比MAR-M246合金約高10℃,比IN100合 金高25-30℃。該合金不含昂貴的金屬元素。適合于制作1000℃以下工作的燃?xì)鉁u輪空心葉片和整體鑄造渦輪等高溫零件。

K419應(yīng)用概況與特殊要求:

用該合金制造的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)器整體鑄造渦輪轉(zhuǎn)子,工作溫度約900 ℃,最高轉(zhuǎn)速達(dá)8000r/min,已通過(guò)臺(tái)架試車(chē)鑒定,另外,該合金還大量用作高溫(>1000℃)持久拉伸試驗(yàn)機(jī)夾具。

K419熔煉與鑄造工藝:

真空感應(yīng)爐熔煉母合金,真空感應(yīng)爐重熔,澆注熔模精鑄件和試樣。

K419工藝性能與要求:

成形性能:鑄造性能良好,用熔模鑄造法可鑄成復(fù)雜的薄壁空心葉片,也可鑄出整體渦輪。鑄造收縮率約為2%。

零件熱處理工藝:零件在鑄態(tài)下使用。

表面處理工藝:采用固定滲鋁法,即950℃、滲鋁1h,然后在1050℃擴(kuò)散處理2h。

K419化學(xué)成分:

碳C:0.09-0.14

鉻Cr:5.50-6.50

鎳Ni:余量

鈷Co:11.0-13.0

鎢W:9.50-10.50

鉬Mo:1.70-2.30

鋁Al:5.20-5.70

鈦Ti:1.0-1.50

鈮Nb:2.50-3.50

鐵Fe:≤0.50

硼B(yǎng):0.05-0.10

鋯Zr:0.03-0.08

鎂Mg:≤0.003

釩V:≤0.10

硫S:≤0.015

硅Si:≤0.20

錳Mn:≤0.50

銅Cu:≤0.40

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,高溫合金已經(jīng)成為航空航天等領(lǐng)域的材料之一。在眾多的高溫合金中,K419合金因其出色的高溫強(qiáng)度和穩(wěn)定的組織結(jié)構(gòu)而備受關(guān)注。那么,K419合金具體有哪些應(yīng)用概況和特性,以及其偏析行為和析出相如何呢?

首先,K419合金是一種鎳基沉淀硬化型等軸品鑄造高溫合金,可用于制作燃?xì)鉁u輪空心葉片和整體鑄造渦輪等高溫零部件。在零部件工作溫度約900℃、最高轉(zhuǎn)速達(dá)80000r/min的情況下,該合金表現(xiàn)出較高的高溫強(qiáng)度和綜合性能,具有組織穩(wěn)定、鑄造工藝性能好等特點(diǎn)。此外,K419合金不含昂貴的金屬元素,高鎢低鉻是其成分的特點(diǎn)之一。合金中w(W+Mo)達(dá)12%、w(Al+Ti+Nb)達(dá)9%,同時(shí)含有較高的硼元素。在工作溫度范圍內(nèi),與國(guó)外同類(lèi)型的合金相比,工作溫度比MAR-M246合金約高10℃,比IN100合金高25℃~30℃。此外,該合金在700℃~1150℃下鑄態(tài)或經(jīng)滲Al后的持久性能均無(wú)缺口敏感性,基材在1050℃以下抗氧化。

其次,K419合金的偏析行為和析出相也是該合金研究的重要內(nèi)容。研究表明,凝固末期多種強(qiáng)枝晶間偏析元素在液相中的偏聚導(dǎo)致K419合金的凝固行為較K418復(fù)雜。多種元素在枝晶間剩余液相中的偏聚導(dǎo)致K419合金的液相線(xiàn)極低。K419合金凝固過(guò)程中漫長(zhǎng)的剩余液相期的存在嚴(yán)重削弱了枝晶間結(jié)合力,增加了其熱裂傾向性?;谝环N熱裂敏感區(qū)模型提出的熱裂傾向性系數(shù)判據(jù)表明,K419合金的熱裂傾向性系數(shù)高于K418合金。因此,在K419合金的生產(chǎn)過(guò)程中,需要注意元素偏析的問(wèn)題,以保證其穩(wěn)定的組織結(jié)構(gòu)和良好的力學(xué)性能。



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