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無錫國勁合金有限公司
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無錫國勁合金有限公司有著多年研發制造不銹鋼產品的歷史，產品行銷三十多個。GH4033圓鋼/生產并且在國內多個城市成立了分公司。專業生產高溫（鎳基）合金、奧氏體、雙相鋼、尿素級不銹鋼、超級不銹鋼等系列的鋼管、管件、圓鋼、盤管、法蘭等產品。
無錫國勁合金有限公司是專業生產與經營特種合金材料的專業公司。公司自成立以來，一直致力于鎳基合金（Monel／Inconel／Incoloy／Hasloy／Haynes／Waspalloy...），高溫合金（GH2132／A286（660）／GH3044／GH3039／GH3128／GH3536／GH4033／GH4145／GH4169／GH4738／GH90／GH93／GH901／GH5188／GH605／Haynes25／MP35N...)，精密合金（4J36／4J42／4J29／3J9／3J21／3J53／1J22／1J50／4J50...）的生產與銷售。
我們產品廣泛用于石油、石化、核能工業、化學工業、海洋工業、機械制造、通訊、電子等制造領域，為這些領域在設備用材方面提供相關產品和技術服務。公司具有生產特種合金材料*的設備與裝備以及完善的理化檢測手段。主要生產制造設備有：真空熔煉爐1臺、中頻感應爐5臺、爐外重熔電渣爐7臺、空氣錘3臺、環鍛機1臺、各式加熱電爐5臺、金屬切割帶鋸3臺及機加工車床設備等。
檢測設備有：斯派克直讀光譜儀、拉力實驗機、低溫沖擊試驗機、超聲波探傷儀、金相顯微鏡、沖擊式樣缺口投影儀等*的檢測設備，配備理化實驗室。
隨著計算機數值模擬技術的發展,利用有限元軟件對葉片擠壓成形過程進行模擬,并對葉片擠壓成形的影響因素和成形規律進行分析,進而通過某一特定的評價標準來選擇合適的擠壓成形工藝參數可大幅度地降低研發成本、縮短研發周期并可精確地預測產品的性能。因此,本文的主要工作內容如下：(1)在閱讀了大量國內外參考文獻的基礎上,對GH4169高溫合金的特點和發展情況、擠壓成形工藝的優缺點及微觀組織模擬的國內外研究情況、模具結構優化設計等內容進行了綜述。(2)應用MMS-300型熱模擬實驗機對GH4169合金的圓柱體試樣進行高溫壓縮實驗,將獲得的實驗數據進行擬合處理,并建立了GH4169合金的高溫本構方程和微觀組織演變數學模型。(3)本文采用FORTRAN語言對DEFORM-3D軟件進行二次開發,將建立好的GH4169合金的高溫本構方程和微觀組織演變數學模型嵌入到軟件的用戶子程序中,使得DEFORM-3D軟件具有微觀組織演變的預測功能。(4)利用UG軟件建立葉片坯料和擠壓模具的三維模型,將建立好的模型導入到DEFORM-3D軟件中進行葉片擠壓成形工藝的有限元模擬；根據葉片晶粒分布均勻性和晶粒細化程度對成形后葉片擠壓件進行評價,并選擇適合葉片擠壓成形的工藝參數。(5)在*的擠壓成形工藝參數下,分析擠壓凹模圓角半徑對葉片擠壓件質量的影響,得到了葉片擠壓成形合適的模具圓角半徑。GH4033圓鋼/生產3、實驗觀測了Al-W擴散偶界面處形成相的種類、形態及生長方式,確定了zui先形成相為A14W；使用預測*生成相的理論模型,對Co-Al和Al-W這兩個二元系的界面反應zui先形成相進行了理論預測,成功解釋了Al/Co薄膜擴散偶與A1/W塊體擴散偶的*生成相研究結果表明,使用硬質合金*材料高速干車削鐵基高溫合金GH2132時,*的磨損機理主要為粘結磨損、擴散磨損、氧化磨損并伴有少量的微崩刃高溫合金因具有優異的高溫強度,良好的抗氧化、抗腐蝕和抗疲勞等綜合性能,已成為渦輪發動機熱端部件不可替代的關鍵材料當硅含量低于1wt%時,隨硅含量的增加,合金的組織由粗大的等軸晶變為細小的等軸晶,硅有細化合金等軸晶、減少合金氧化的作用；當硅含量高于1wt%時,合金組織由等軸晶變為枝晶建立了基于Monte Carlo法的射線追蹤模型,并用來動態處理定向凝固抽拉過程中多葉片間以及葉片與加熱爐間的輻射換熱過程。模型中考慮了抽拉速度、加熱爐幾何尺寸等影響,研究了2種抽拉速度下的溫度分布。得到的溫度采樣點冷卻曲線與實際冷卻曲線進行了對比并得到了較好的結果。
GH4033圓鋼/生產試驗結果表明：四種合金在涂覆75（wt）％Na2SO4+25（wt）％NaCl鹽和900℃加熱條件下的熱腐蝕均為TypeI型堿性熔融腐蝕結果表明：相比于1050℃,試樣于1000℃下的熱障涂層壽命更長,這可能是由于增加的50℃促進了熱氧化物(TGO)的生長和元素間的互擴散所致；由于在循環氧化條件下產生會應力,因此相比持續氧化,經循環氧化后熱障涂層試樣的壽命縮短了近二分之一；在高氧分壓水蒸氣環境中,裂縫的生長和擴散更為快速、簡單,熱障涂層的使用壽命更短；由于Co基粘結層具有較低的熱膨脹系數,因此相比1050℃的溫度循環條件下,自制CoCrAlTaY高溫合金粉末為粘結層的熱障涂層試樣,經1100℃循環氧化后,其使用壽命比含有富Ni相的NiCoCrAlTaY粘結層更長但此類元素的增加會加劇高溫合金的偏析,減小合金的加工窗口,增加合金高溫服役過程中的組織不穩定性,加劇合金使用過程中TCP相的析出,對合金的制備和使用帶來不利影響結果表明,Cr在(γCo)中具有很大的固溶度,而W的固溶度隨著Cr含量的增加而降低
K18合金和純金屬鎳及不同的面層細化料,通過實驗對比研究了鎳基高溫合金葉片表面晶粒細化機理。結果表明在凝固過程中高溫合金中的活性元素與面層涂料中的CoO·Al2O3發生置換反應,生成與基體晶格相近的難熔細小鈷顆粒,促進葉片表面形核率的增加,使表面晶粒細化,從而提高葉片表面的抗疲勞性能。 高溫合金渦輪葉片作為發動機和工業燃氣輪機關鍵部件，其性能與凝固組織密切相關。在高溫合金葉片定向凝固常存在一些問題，如：葉片的緣板處形成雜晶，晶體取向偏差過大，成分偏析，粗大枝晶和粗大強化相等有害相的生成等，嚴重影響了高溫合金葉片的性能。因此，控制高溫合金定向凝固過程中的凝固缺陷，改善其凝固組織性能，對于高溫合金葉片制造具有非常重要的意義。本文圍繞高溫合金葉片制備過程中存在一些凝固缺陷問題進行研究。以鎳基高溫合金為研究對象，采用模擬葉片的變截面試樣，實驗研究了鎳基高溫合金單個試樣和多組試樣定向凝固過程中雜晶的形成規律，探討了磁場對高溫合金凝固組織以及變截面處雜晶的影響；利用Procast軟件模擬了實際熔模組鑄件凝固過程中變截面處雜晶的形成規律。論文主要內容和結果如下：1．變截面試樣定向凝固過程中雜晶的形成規律在鎳基高溫合金DZ417G變截面試樣（變截面平臺尺寸為2mm）的定向凝固過程中，發現在拉速小于100μm/s時，在截面變化前后，均可獲得生長取向*的枝晶組織；當抽拉速度大于150μm/s時，截面變化后的平臺拐角處有雜晶形成，且雜晶區域隨著拉速的增大而增大。
鑄態小角度晶界組織中,粗大γ′相和塊狀共晶沿晶界析出;熱處理小角度晶界組織中,晶界上有一薄層γ相,晶界兩側的γ′相立方化較好,但由于小角度晶界的存在,γ′立方體不完整;1070℃*時效500h小角度晶界組織中,晶界上析出粒狀碳化物,無TCP相析出,DD6單晶高溫合金小角度晶界組織有很好的穩定性。高溫合金空心葉片熔模鑄造用陶瓷型芯與型殼的應用背景,及其對于高溫合金空心葉片精密成形的重要意義,概述了采用熔模鑄造工藝制備高溫合金空心葉片對陶瓷型芯與型殼各項性能的基本要求;并指明了陶瓷型芯與型殼今后的發展方向。分別敘述了陶瓷型芯與型殼基體材料的選擇、制備工藝及其對性能的影響,介紹了陶瓷型芯脫除工藝的研究進展及存在的問題。另外,對于陶瓷型芯與型殼定位的精確度、性能匹配性對高溫合金空心葉片質量影響進行了評述。磨痕表面分析表明,磨痕表面形成了CoO等氧化物組成的“釉質層",這層“釉質層"的成分及脫落程度影響了合金的高溫摩擦學性能釬焊接頭的抗拉強度zui高可達到564.3MPa，約為母材室溫強度的78%；隨著拉伸試驗溫度的升高，釬焊接頭和母材的高溫抗拉強度隨之降低計算結果表明,Mo,Ta和鉑族元素（PGMs）中,Mo,Ta,Rh,Ir和Pt,可使γ-Co3（Al,W）相變穩定原有的邊界位置可以觀察到鏈狀分布的孔隙傳統高溫合金葉片類鑄件制備過程中,熔體長時間在陶瓷模殼材料中保溫,易受其污染,而借助于交變電磁場與液態金屬相互作用產生的電磁壓力可使高溫合金呈半懸浮狀態,減少了熔體與磁模結晶器的接觸面積和時間,能盡可能避免污染的產生。將該方法和定向凝固技術相結合,提出了1種實現高溫合金復雜形狀電磁軟接觸成形的定向凝固工藝,探討了該工藝下不同結晶器材料、磁化套高度及其所加方位對線圈中磁感應強度的影響,并在實驗室中成功制備出了2種近葉片形狀的高溫合金電磁軟接觸成形的定向凝固樣件。
而微觀組織中強化相在組織中分布不均勻，造成了葉片的鑄態組織出現枝晶偏析。由于鑄態組織存在著一些缺陷，并且組織均勻性較差，需要進行真空熱處理來優化合金組織。本文研究了不同的熱處理工藝對組織性能的影響，結果表明真空熱處理后組織得到明顯的優化，鑄態組織中的一些缺陷得到了消除和減輕。熱處理主要由固溶處理、中間處理（1050℃，4.5h）以及時效處理（850℃，16h）構成。對比不同熱處理工藝后組織得出，隨著固溶溫度的提高，固溶組織中強化相溶解的更加均勻，時效組織中強化相析出更加彌散、均勻。 氧化物彌散強化（ODS）鐵基高溫合金具有良好的高溫力學性能尤其是高溫蠕變性能Fe203粉末的添加能夠明顯提高鐵基合金的顯微硬度和室溫、中溫(550℃)抗拉強度,但是對650℃以上的高溫性能提高不明顯鈷基高溫合金因其具有較高的高溫強度以及良好的抗熱腐蝕與抗氧化性能,被廣泛應用在航天等現代工業領域固溶處理溫度為1190℃。固溶時間也影響著合金組織的形貌，在1.5h-4.5h內，隨著固溶時間的延長，固溶處理后組織越均勻。將不同熱處理工藝后的試樣進行性能測試，發現固溶處理溫度提高使得合金室溫強度得到提升，而固溶處理時間的延長對合金性能影響比較小。
多葉片條件下,冷卻區葉片靠近爐壁的溫度低于同一水平線上靠近爐腔中心部分的溫度。抽拉速度為7。0mm/min時等溫線的斜率高于抽拉速度為4。5 mm/min時的斜率。爐腔的幾何尺寸對凝固過程溫度分布有重要影響。采用自制鎳基釬料進行了K465鎳基高溫合金葉片模擬件的真空電子束釬焊,研究了開貫通槽(磨掉全部裂紋)和開非貫通槽(磨掉80%～90%裂紋)的兩種開槽方式對葉片模擬件接頭產生裂紋的影響,分析發現開貫通槽試件很少產生裂紋而開非貫通槽試件都產生裂紋。借助掃描電鏡(SEM)、能譜分析(EDS)和X射線衍射分析(XRD)等方法分析了接頭界面結構,確定了界面反應產物及其形態分布。結果表明,在界面反應層中生成鎳基γ固溶體,NiSi,NiB,NiAl和NiSi五種產物。在高溫度梯度真空定向凝固爐中,采用螺旋選晶法通過3種不同鑄型溫度分別制備了[001]取向的DD6單晶高溫合金葉片,利用光學顯微鏡和掃描電鏡觀察了不同工藝條件下合金的鑄態組織,研究了鑄型溫度對單晶高在SmCo7-xSix和SmCo7-xSixZr0.2合金中，當Si含量x≤0.45時，在室溫附近，約285-380K的溫度范圍內，起始磁化曲線外置于*象限中的磁滯回線本文主要利用光學顯微鏡觀察、掃描電鏡觀察、X射線衍射分析、能譜分析及電子探針分析等手段，從合金成分、熱處理態組織、熱腐蝕動力學、內外腐蝕層產物類別和元素面分布等方面研究了上述四種合金經涂覆75（wt）％Na2SO4+25（wt）％NaCl鹽膜后在900℃大氣中的熱腐蝕行為，并對它們的熱腐蝕機理進行了探討本實驗通過在合金中添加Si、元素達到改善和提高Ni-Fe-Cu-Co合金的高溫性能的目的溫合金凝固組織的影響。結果表明,隨著鑄型溫度的升高,合金的一次枝晶間距和二次枝晶間距變小,合金元素的偏析程度降低,枝晶干和枝晶間的鑄態γ′相尺寸減小,共晶的尺寸和含量稍有減小,顯微疏松的尺寸和體積分數稍有減小。采用掃描電鏡和透射電鏡研究了DD6單晶高溫合金葉片小角度晶界的鑄態組織、熱處理組織和*時效組織。
由于燃燒合成制備合金時熱量聚集和散失不均勻,合金并不是過飽和固溶體,碳化物處于亞穩態且不能均勻析出在添加相同濃度替位原子時，Ru元素對于刃位錯運動的阻礙作用則比添加Co元素要明顯由于Cr和Mo提高了γ相的過飽和程度,進而顯著促進了TCP相的析出,特別是Cr的作用更為明顯結果表明，Si及Zr復合添加SmCo7合金可以很好地將Si及Zr單獨添加的優點集于一身，顯著提高Sm-Co合金的矯頑力、抗氧化性及抗腐蝕性高速、高效切削加工高溫合金等難加工材料是*工業面臨的重大課題TCP相的析出不僅消耗了大量的固溶強化元素,往往也作為裂紋的發源地和裂紋迅速擴展的通道,導致單晶高溫合金的持久壽命降低,塑性和韌性明顯惡化,嚴重地影響了合金的高溫力學性能Ni/Ni3Al界面寬度隨著Re元素添加量的增加而減小，確定了Re原子在Ni/Ni3Al界面中的臨界溶解濃度，發現溶解極限值隨溫度的升高而增加
同時測量了平臺拐角處的內外溫差，發現該溫差達到8.5℃后，將出現雜晶，表明8.5℃溫差是出現雜晶的臨界值。當溫度梯度由70℃/cm提高到120℃/cm時，變截面處出現雜晶的抽拉速度為175μm/s，表明溫度梯度的增大能夠有效的抑制變截面處雜晶的形成。進行了強磁場控制雜晶的探索，發現在變截面試樣高溫合金DZ417G定向凝固過程中施加12T磁場后，在150μm/s的拉速下仍可獲得生長取向*的枝晶組織，沒有雜晶形成，測溫曲線表明，此時變截面處溫差達到10℃，表明磁場具有抑制雜晶的作用。其原因可歸結為強磁場增大了固/液界面能，引起形核溫度的降低（臨界形核過冷度變大），從而抑制了變截面處雜晶的形成。2．磁場對高溫合金定向凝固組織的影響進而考察了磁場對凝固組織的影響。在磁場下高溫合金DZ417G的定向凝固過程中，發現施加磁場后，一次枝晶間距隨著磁場的增大先減小后增大，當磁場強度達到6T時，一次枝晶間距達到zui小；隨著拉速的增大，磁場對一次枝晶間距的影響程度減弱。但在較低的拉速下施加磁場（≤10μm/s），可使試樣邊緣的柱狀晶組織破碎形成等軸 鎳基高溫合金具有優異的抗蠕變、抗斷裂、抗氧化和耐腐蝕等性能，廣泛應用于航天、石油化工、航海設備等工業領域，是制造發動機、燃氣輪機等熱端器件的關鍵材料(4)激光熔敷層稀釋率較低,大約為17%；而TIG熔敷層的稀釋率較大,大約為32%合金經過軋制變形后,枝晶破碎,合金中的組織均勻性明顯提高晶組織，并隨著磁場的增加，等軸晶組織逐漸由試樣邊緣向中心擴展，zui終全部轉變為等軸晶組織；當試樣尺寸增大時，試樣不僅邊緣處柱狀枝晶遭到破壞，且中心區域的枝晶也出現破碎，形成等軸晶組織，且凝固組織中出現“斑狀"組織。這主要是因為磁場誘發的液相中熱電磁對流和磁阻尼，及固相中熱電磁力三種效應共同所致。在高拉速下（≥40μm/s），磁場對凝固組織作用時間減小，進而對凝固組織作用減弱，柱狀枝晶組織保持規則形態。
截面突變試樣熔模組鑄件定向凝固過程中雜晶的形成規律對于單晶高溫合金DD483對稱變截面試樣熔模組鑄件定向凝固過程，在2mm/min的拉速下，發現當變截面尺寸在10mm至15mm之間時，雜晶僅出現在背陰側；而當變截面尺寸大于20mm時，在受熱和背陰側，截面變化后的平臺拐角處均有雜晶形成。加入隨形擋板后，受熱側變截面區域為單晶組織，而背陰側變截面區域依然有雜晶。其原因為隨形擋板可減少加熱側保溫爐熱區向冷區的輻射傳熱，提高凝固界面處溫度梯度，但對背陰側的輻射較小影響的緣故。說明利用擋板技術可有效提高溫度梯度，減少雜晶。根據以上結果，設計了非對稱變截面試樣，獲得了完整的單晶試棒。因此，需綜合控制拉速、溫度梯度、擋板、變截面尺寸等參數來消除雜晶。4．熔模組鑄件定向凝固過程中變截面處雜晶形成規律的數值為此,本研究采用CALPHAD方法,對Co-Al-W-Ni-Cr多元系中所有構成三元系進行熱力學研究,建立Co-Al-W基高溫合金熱力學數據庫,在此基礎上分析合金化特點,為Co-Al-W基高溫合金設計提供基礎理論數據隨熱壓溫度的升高,合金的高溫摩擦學性能有所改善,磨痕表面形成了保護性的氧化物“釉質層",“釉質層"與基體的結合強度影響了合金的高溫摩擦性能,而結合強度又可能與熱壓燒結試樣的致密度有關釬焊接頭由釬縫中心區和兩側擴散反應區組成模擬結合以上實驗結果，利用ProCAST模擬軟件，按照試樣實際尺寸的大小建模，對實際熔模組試樣定向凝固過程中溫度場進行了模擬，模擬結果與實測結果誤差在5%以內，說明模擬結果可靠。利用該模型對變截面試樣（Φ40mm/Φ60mm）定向凝固過程中拉速、保溫爐加熱溫度、模殼厚度對溫度分布和雜晶形成傾向的影響進行了分析。計算結果表明降低拉速有利于避免雜晶，在受熱側，僅當拉速大于4mm/min時，平臺拐角處熔體過冷度超過形核過冷度，導致該區域有雜晶生成；在背陰側，幾種拉速下背陰側平臺拐角處熔體過冷度始終大于其形核過冷度，因此變截面區域總有雜晶形成。
產品制造品質在化學成分、力學性能、金相組織等方面能滿足美國、德國等國家工藝技術要求，達到行業標準。耐蝕合金產品質量*達到美標并取代同類進口產品。
我們擁有材料技術專家為我們的產品進行技術和應用服務。在“品質科技為本，實現高效價值"為經營宗旨下，把競爭力的特種合金產品應用到各工業領域，共同促進材料工業的發展，贏得企業的未來。
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