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無錫國勁合金有限公司
無錫國勁合金有限公司
閱讀：942發布時間：2017-8-26
無錫國勁合金有限公司專業供應高溫、高壓、耐蝕合金無縫管、管件產品。公司產品質量穩定，成為核火電廠、石油、化工、汽車等行業供應商。
316H高溫合金的發展與現代無錫國勁合金有限公司航天技術的進步密切相關,在*的無錫國勁合金有限公司發動機中用量占發動機總量的40%-60%。也正因高溫合金在國防工業中的重要地位,使其成為評價各國金屬材料發展水平、乃至綜合科技國力的重要標志。GH4169合金在-253～700℃溫度范圍內具有良好的綜合性能,特別是其650℃以下的屈服強度居變形高溫合金,同時由于具有良好的抗疲勞、抗輻射、抗氧化、耐腐蝕性能而得到廣泛的應用,其產量約占鎳基高溫合金的65%。GH4169合金通常在高溫動態等復雜環境下服役,而該合金現有的力學性能數據及變形行為參數多是在靜態或準靜態條件下獲得。材料動態力學相關研究表明,當應變速率超過10-1s-1后,材料的力學性能及變形行為將發生顯著的改變。因此有必要研究應變速率對GH4169合金變形行為的影響,因為這對設計和評價高溫合金的服役綜合性能更具有現實意義。本文分別研究了應變速率對固溶態和時效態GH4169合金拉伸變形行為的影響。通過固溶處理獲得20μm、40μm、70μm和100μ.m四組固溶態GH4169合金拉伸試樣,研究其在應變速率為10-3s-1、10-1s-1、101s-1和103s-1時的拉伸變形行為；通過時效處理0h、100h、 200h、500h、1000h獲得四組時效態GH4169合金拉伸試樣,研究其在應變速率為10-3s-1、 10-2s-0、10-1s-1、101s-0、102s-1和103s"1時的拉伸變形行為。研究結果表明,固溶態GH4169合金在應變速率10-3s-1～103s-1范圍內拉伸屈服強度和抗拉強度均隨應變速率增大而升高,這是由于隨應變速率增大,合金中可以開動的滑移系增多,位錯纏積嚴重導致其運動受阻來不及釋放,流變應力增大。隨應變速率增大,斷裂延伸率在應變速率為10-1s-1出現極小值,隨后增幅明顯,這是由于準靜態下塑性變形的方式主要是位錯滑移,而動態下除位錯滑移外還存在大量形變孿生。分析不同應變速率下固溶態GH4169合金Hall-Petch關系式擬合結果發現,隨應變速率增大,反映位錯運動所受的晶格摩擦力σ0呈現加速增大的趨勢,這應該是由于P-N力隨應變速率增大而顯著增加；表征晶界對強化貢獻大小的釘扎系數K值隨應變速率增大而呈增大的趨勢,這應該是由于使位錯開始運動的臨界切應力隨應變速率增大而增加。時效態GH4169合金在應變速率10-3s-1～103s-1范圍內拉伸屈服強度和抗拉強度均隨應變速率增大而升高,這是由于隨應變速率增大,合金中可以開動的滑移系增多,位錯纏積嚴重導致其運動受阻來不及釋放,流變應力增大；斷裂延伸率則呈現明顯的下降趨勢,這是因為隨著應變速率增大,有較大尺寸析出相的晶界結合不強的弱點逐漸顯現,導致晶界協調變形的能力變差,出現微裂紋的概率增大,沿晶斷裂傾向明顯,塑性降低。當應變速率較低時,隨著析出相平均尺寸的增加,運動位錯通過析出相時由切過機制轉變為繞過機制；當應變速率較高時,時效態GH4169合金的變形行為發生明顯變化,運動位錯均以切過方式通過強化相。隨著應變速率增大,時效態GH4169合金斷口分形維數呈現上升趨勢,即表明斷口起伏程度提高,主裂紋路徑更為復雜。這是因為在高應變速率下,材料在拉伸變形過程中整體變形速度更快,相對薄弱區域就很難跟上整體變形的速度,導致短時間內在多處形成較多的次生裂紋,這些次生裂紋相連構成主裂紋導致zui終斷裂,在此過程中次生裂紋對主裂紋的無錫國勁合金有限公司影響更為明顯,導致主裂紋路徑復雜化。
Mo-Cu合金是一種新型的高溫合金材料,由互不相溶的Mo和Cu組成,具有高熔點、高硬度、高的導電導熱性、低的熱膨脹系數等特性,在電子、冶金、無錫國勁合金有限公司航天、核工業等諸多領域有著較好的應用前景。但鉬及鉬合金的高溫抗氧化能力差,易產生低溫脆性,限制了其作為高溫結構材料更加廣泛地應用。本課題采用Ni-Cr-Si-B釬料以及Ni-Cr-Si-B非晶態釬料,真空度控制在1×10-5Torr,釬焊溫度為1100～1150℃,保溫時間為20min,實現了Mo-Cu合金與GH4169高溫合金的真空釬焊連接。采用金相顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)、能譜分析儀(EDS)、顯微硬度計和微控電子試驗機對Mo-Cu/GH4169真空釬焊接頭的微觀組織、顯微硬度、剪切強度和斷裂特征進行了研究,為Mo-Cu合金與GH4169高溫合金的釬焊連接提供了試驗基礎和理論依據,這對于擴大Mo-Cu合金的應用具有重要意義。實驗結果表明,Ni-Cr-Si-B釬料以及Ni-Cr-Si-B非晶態釬料均能實現Mo-Cu合金與GH4169高溫合金的真空釬焊連接,釬料對兩側母材具有良好的潤濕性,界面結合致密,釬焊接頭中無裂紋、孔洞等缺陷。根據Mo-Cu/GH4169釬焊接頭的組織形貌特征以及擴散-凝固特點,將釬焊接頭劃分為三個特征區域：等溫凝固區(ISZ)、非等溫凝固區(ASZ)、擴散影響區(DAZ)。采用Ni-Cr-Si-B釬料釬焊Mo-Cu合金與GH4169高溫合金時,Si、B等元素從釬料向母材的擴散影響了釬焊接頭的微觀結構特征。當釬焊溫度為1100～1120℃時,釬縫區主要由γ-Ni固溶體、Ni3Si顆粒、Ni3B及CrB相等組成,Ni3Si顆粒均勻分布在γ-Ni固溶體基體上；隨著釬焊溫度升高至1150℃,釬縫區*由γ-Ni固溶體組成。Ni-Cr-Si-B非晶態釬料釬焊接頭中的共晶組織消失,釬縫區主要由γ-Ni固溶體、Ni3Si和少量的Ni3B相組成。采用Ni-Cr-Si-B釬料進行釬焊連接時,釬縫區的形成過程可分為等溫凝固和非等溫凝固階段,B元素的擴散是影響液相釬料凝固結晶的關鍵因素。在等溫凝固過程生成γ-Ni固溶體；非等溫凝固階段則主要為富Si鎳基固溶體、硼化物、硅化物等的形成過程。具體可歸納為：1)剩余液相凝固形成γ-Ni(Si)固溶體,剩余液相L1富B；2)Ni-B二元共晶反應：L1→γ-Ni+N3B,剩余液相L2富Cr；3)Ni-Cr-B三元共晶反應：L2→γ-Ni+Ni3B+CrB,剩余液相L3富Si;4)Ni-Si-B三元共晶反應：L3→γ-Ni+Ni3B+Ni6Si2B.由顯微硬度分布曲線可知,釬焊接頭的顯微硬度要明顯高于兩側母材,在Mo-Cu合金側的DAZ出現顯微硬度的zui大值。采用Ni-Cr-Si-B釬料,當釬焊溫度為1120℃時,釬焊接頭的剪切強度為223MPa；剪切斷裂起始于Mo-Cu合金一側的連接界面,剪切斷口表現為明顯的脆性穿晶斷裂特征,存在少量的撕裂棱,斷口中出現二次裂紋。當釬焊溫度升高至1150℃,接頭的剪切強度可達256MPa；剪切斷口仍然以脆性斷裂為主,但在局部出現塑性斷裂特征,存在河流狀的剪切斷裂形貌。
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