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Invar36 合金粉末
Invar36 合金粉末
合金36是一种特殊的低膨胀铁镍合金,具有超低膨胀系数。 冷变形可以降低热膨胀系数,使热膨胀系数稳定在特定温度范围内。它的极性热膨胀系数介于 -250°C 和 +200°C 之间。具有良好的塑性和韧性 上海蓝铸特种合金材料有限公司是2005年成立,一直潜心镍合金、钴合金材料工艺研究和发展成型技术,致力于解决在复杂环境中材料增值技术的实际应用。 是国内领先的合金材料生产商,通过冶炼、锻造、精密铸造、粉末冶金工艺,为用户一站式设备用材提供终端合金锻件、型材、铸件、 粉末冶金制品等产品。 有着坚实的材料开发基础和材料解决能力。丰富的产品线为用户提供多渠道的供货模式,实现产品更大化增值。 我司的Invar36合金粉,形态为球形,特性:流动性好、粒度分布均匀、材料无偏析、气体含量低;粉末规格可制作5-150微米区间;在国内,我司粉末规格小至可达5微米,目前研制的合金粉是实用性优异。 粉末可用于激光/电子束增材制造(SLM/EBM)、粉末冶金(PM)、喷涂等工艺。铁基金属粉末广泛应用于3D打印薄壁器件和复杂零件、冷热喷涂、激光熔覆、生物医学等领域。 我司的核心优势:1. 技术实力:拥有从材料设计、粉末分析、粉末应用、后期材料处理的技术服务能力2. 多年高端金属材料开发成功经验3. 金属粉与打印机的高度适配兼容4. 金属粉末品质的可靠性  我司的服务优势:1. 打印工艺实验2. 粉末开发3. 后期材料热处理4. 工艺成型技术服务 保障:1. 严格控制原材料质量2. 真空冶炼采用VIM+气体保护真空雾化3. 严格执行流程中的工艺参数4. 严格执行检验过程
[ 2021 - 10 - 18 ]
1j79-3D打印金属粉
1j79-3D打印金属粉
1j79是一种常用的铁镍合金(软磁合金)也可以称为破莫合金,它主要通过镍与铁的合理搭配,来实现足够的导磁率及磁饱和感应强度。坡莫合金常指铁镍系合金,镍含量在30~90%范围内。是应用非常广泛的软磁合金。通过适当的工艺,可以有效地控制磁性能,比如超过十万的初始磁导率、超过一百万的较大磁导率、低到千分之二奥斯特的矫顽力、接近1 或接近零的矩形系数,具有面心立方晶体结构的坡莫合金具有很好的塑性,可以加工成1 微米的超薄带、合金粉末及各种使用形态。上海蓝铸自主研发的1J79合金粉,形态为球形,特性:流动性好、粒度分布均匀、材料无偏析、气体含量低;粉末规格可制作5-150微米区间;在国内,我司粉末规格小至可达5微米,目前研制的合金粉是实用性优异,这也是我司众多客户的真实反馈。 我司的核心优势:1. 技术实力:拥有从材料设计、粉末分析、粉末应用、后期材料处理的技术服务能力2. 多年高端金属材料开发成功经验3. 金属粉与打印机的高度适配兼容4. 金属粉末品质的可靠性 我司的服务优势:1. 打印工艺实验2. 粉末开发3. 后期材料热处理4. 工艺成型技术服务 保障:1. 严格控制原材料质量2. 真空冶炼采用VIM+气体保护真空雾化3. 严格执行流程中的工艺参数4. 严格执行检验过程
[ 2021 - 10 - 12 ]
镍合金Inconel®718螺栓
镍合金Inconel®718螺栓
近期Inconel®718螺栓新鲜出炉,每个看着都像艺术品,非常漂亮。    Inconel®718螺栓是一种经过时效硬化的镍铬基高温合金,即使在承受压力和高温的情况下,也非常适合要求抗氧化和耐腐蚀螺栓的极端环境,是理想的选择。718螺栓的强度是Inconel®625螺栓的两倍,以其高屈服强度和在1800°F的可用性而闻名。Inconel®718螺栓通常因其高温强度能力而被工业界选用,在低温下也能提供强度和延展性。      Inconel®718螺栓也称为合金718,是Inconel®625的沉淀硬化(也称为时效硬化)形式。该加热和淬火过程用于改变合金的原子结构,通过将金属的晶粒结构锁定在适当的位置使其更坚固。通过冷加工可以获得额外的强度。      与625相似,Inconel®718螺栓由于其镍铬含量而具有出色的抵抗力,甚至可以抵抗氯离子应力腐蚀开裂.718合金中的镍有助于在广泛的酸度和酸性范围内抵抗许多无机和有机化合物的腐蚀。碱性,强氧化性化合物除外。它的铬含量使其能够承受硫化合物和温和的氧化介质,而钼则有助于防止点蚀。Inconel®718的关键耐腐蚀性属性包括:·高度抗氯化物和硫化物应力腐蚀开裂。·对H2S,CO2,氯化物和酸性气体环境具有出色的抵抗力。·耐水腐蚀。·在高温下的石油和天然气钻井环境中提供保护。 Inconel®718螺栓的作用:极限应用 · 存在诸如H 2 S和CO 2之类的污染物的天然气处理 · 航空航天还使用Inconel®718螺栓制造液氧涡轮泵,燃气涡轮发动机和机身零件 · 井下油井和井口零件 · 化学加工 · 高温应用,例如蒸汽发生器和核压水堆 · 低温槽
[ 2021 - 05 - 17 ]
Alloy625 tube
Alloy625 tube
快年底了,我们都还在为每一位客户热火朝天的赶货,近期大批量的Alloy 625材料的产品制造完成,这两天就要准备发出了。 Alloy 625抗腐蚀能力在很多介质中都表现出极好的耐腐蚀性。• 在氯化物介质中具有出色的抗点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀和侵蚀的性能。• 具有很好的耐无机酸腐蚀性,如硝酸、磷酸、硫酸、盐酸等,同时在氧化和还原环境中也具有耐碱和有机酸腐蚀的性能。• 有效的抗氯离子还原性应力腐蚀开裂。• 在海水和工业气体环境中几乎不产生腐蚀,对海水和盐溶液具有很高的耐腐蚀性,在高温时也一样。• 焊接过程中无敏感性。• 在静态或循环环境中都具有抗碳化和氧化性,并且耐含氯的气体腐蚀。 因为该合金易于制造并且耐热和耐腐蚀,所以它是制造设备(例如容器,热交换器,阀门和流体分配系统)生产中的有用成分。其出色的可焊性也使其成为制造工厂中使用的管道的合适组件。高温合金也已进入航空工业,特别是在排气设备,燃油管线,热交换器壳体和火箭组件方面。这是因为Alloy 625即使在高应力下的极端温度下也能很好地工作。 应用领域• 含氯化物的有机化学流程工艺的部件,尤其是使用酸性氯化物催化剂的场合 • 制造纸浆和造纸工业的蒸煮器和漂白池• 烟气脱硫系统中的吸收塔、再加热器、烟气进口挡板、风扇(潮湿)、搅拌器、导流板以及烟道等 • 制造应用于酸性气体环境的设备和部件 • 乙酸和乙酐反应发生器 • 硫酸冷凝器
[ 2020 - 12 - 28 ]
Inconel®X-750 高温钢棒交付
Inconel®X-750 高温钢棒交付
昨天我们的Inconel®X-750高温钢棒检测通过,可以放心地交付给我们的客户,质量与制造都要做到为客户保驾护航的先锋。 铬镍铁合金X-750 (UNS N07750/W.Nr.2.4669)是一种沉淀硬化型镍铬合金,用于耐腐蚀、抗氧化和在1300华氏度以下的高温下具有高强度。尽管随着温度升高超过1300华氏度,沉淀硬化的大部分效果会消失,但热处理材料的有效强度可达到1800华氏度。合金X-750在低温条件下也具有优异的性能。 铬镍铁合金X-750的经济性能,以及它在所有标准轧机形式的可用性,使其在广泛的工业领域得到了应用。在燃气轮机中,它用于转子叶片和车轮、螺栓和其他结构部件。铬镍铁合金X-750广泛应用于火箭发动机推力室。机身的应用包括反推装置和热空气管道系统。大型压力容器由铬镍铁合金X-750制成。其他应用是热处理夹具,成型工具,挤压模具,和测试机握把。用于弹簧和紧固件。 根据所需要的应用和性能,可以采用各种热处理方法。对于1100华氏度以上的使用环境,特别是需要长时间保持负载的环境,通过溶液处理(2100华氏度)+稳定处理(1550华氏度)+沉淀处理(1300华氏度)可获得最佳性能。 对于1100℉以下的合金,可通过热加工或冷加工后的沉淀处理或平衡处理或溶液处理后的沉淀处理进行强化。在某些应用中,炉冷处理还可用于开发最佳性能。上海蓝铸特种合金材料有限公司欢迎您的咨询!
[ 2020 - 11 - 11 ]
超级不锈钢
超级不锈钢
超级不锈钢和镍基合金是一种特殊的不锈钢。首先,它们在化学成分上与普通不锈钢不同。它们是指一种高镍、高铬、高钼的高合金不锈钢。比较著名的钢之一是 6% Mo 钢 (254SMo)。这种钢具有非常好的抗局部腐蚀性能。具有良好的抗点蚀性能(PI≥40)和良好的抗应力腐蚀能力,是镍基合金和钛合金的替代材料。其次,在耐高温或耐腐蚀方面,具有更优异的耐高温或耐腐蚀能力,是304不锈钢不可替代的。另外,从不锈钢的分类来看,特种不锈钢的金相组织是稳定的奥氏体金相组织。 由于这种特殊的不锈钢是一种高合金材料,制造过程相当复杂。一般来说,人们只能依靠传统工艺来制造这种特殊的不锈钢,如灌注、锻造、轧制等。在许多领域,例如:1. 海洋:海洋环境中的海洋结构、海水淡化、海水养殖、海水热交换等。2、环保领域:火力发电烟气脱硫装置、废水处理等。3、能源领域:核能发电、煤炭综合利用、海潮发电等。4、石油化工:炼油、化工、化工设备等。5、食品领域:制盐、酱油酿造等。 在上述众多领域中,普通不锈钢304是无法胜任的。在这些特殊领域中,特种不锈钢是不可或缺的,是不可替代的。近年来,随着经济的快速发展和工业水平的不断提高,越来越多的项目需要更高等级的不锈钢——特种不锈钢(超级不锈钢、镍基合金)。一些具有代表性的特殊不锈钢有:1、超级不锈钢,也就是含钼6%左右的特殊不锈钢。世界上有十多种钢材。大家也是称为6钼不锈钢。例如主要成分为:25Ni-23Cr-5.5Mo-0.2N2、Incoloy系列合金,如Incoloy800,主要成分为:32Ni-21Cr-Ti、Al3、Inconel系列合金,如Inconel600,主要成分为:73Ni-15Cr-Ti、Al4、哈氏合金,如C-276,主要成分为:59Ni-15Cr-16Mo-4W5、蒙乃尔合金,如蒙乃尔400,主要成分为:65Ni-32Cu 综合以上例子,如果用普通不锈钢(如304)代替特种不锈钢,普通不锈钢(304)不适合这样的高温或高腐蚀环境,材料会立即腐蚀,或者会出现高温、氧化。因此,在许多需要耐高温和耐腐蚀的环境中,特种不锈钢是好的选择。  精密熔模铸造涉及制造用于铸造复杂零件的高性能模具。这个过程需要高精度和零缺陷。当用其他方法难以或不可能铸造零件时,使用熔模铸造。 在此过程中,用于制造零...
[ 2022 - 01 - 20 ]
提高钴铬合金铸造质量的技巧
提高钴铬合金铸造质量的技巧
对于铸造结果的不满意通常会促使我们对工作流程进行重新思考,对原有的加工方法进行改良。文中所进行一系列铸造测试的起因,是由于在使用remaniumstar 合金铸造一个体积特别大的桥体时,尽管单个牙冠的表面是光滑的,但是大部分的桥体单位却是粗糙的。对于大的固定桥在铸造过程中不能使用过热的合金。铸道的 设计和安插采用传统的方法:牙冠部位使用直径为3mm的铸道,桥体部位使用3.5mm的铸道,5mm的作为横铸道连接这些分铸道,主铸道直径则为4mm。 在下文中将详细描述,采用何种方法和步骤才能使铸件表面光滑而均匀。铸造测试的准备实现铸件表面光滑的前提条件,首先是使用颗粒精细的包埋材,例如应用于冠桥技术的remaCC。在初次铸造测试中选择一根粗的蜡杆,尺寸约为长60mm,高9mm,宽3mm,这类似于种植体上经过切削的杆结构。测试的另一个目的是铸造出不产生缩孔的体积大固定桥桥体,例如应用于磨牙区的桥体。图1:测试的铸造“杆”表面粗糙,预热温度为950°C。图2:测试的铸造“杆”表面较光滑,预热温度为800°C图3:安插铸道的测试铸造“杆”。测试铸造“杆”图1显示了第一次的铸造测试。铸件表面上覆盖着细微的气泡,这是包埋材在包埋腔中对铸件表面造成的损伤。在所有的铸造过程中都使用了60g remaniumstar 合金,这相当于大约140g 贵金属合金的重量。铸造过程中尝试使用了各种不同的铸道设计和安插方法。在测试的开始阶段,铸造的预热温度设定为950℃。铸造过程中使用了高频离心铸造 机,当然也可以选用真空压力铸造机。使用直径为1.2mm的排气道并在比较低的茂福炉预热条件下观察,在离心力的作用下应用细铸道能将合金熔液甩出到何种 程度。在随后的各次铸造测试中预热温度被逐次降低50℃。以铸件表面的光滑度及是否形成缩孔来进行判断,发现出色的铸造结果产生在预热温度800℃的情况 下(图2)。即使炉温设定在850℃时,在使用同样重量合金的条件下,铸件表面仍然还是会出现轻微的粗糙感。铸道的安放采用铸造桥体的方式。为什么需要这 样设计,在后面的文章中还将做进一步的解释。铸件模型使用蜡杆的形状,上面直接安放了4 根直径为3.5mm的铸道。在离铸件10mm处安放了一根5mm的横铸道作为储金池并与主铸道相连(图3)。图4:铸造的桥体,尽管使用储金池还是产生了明显的吸入性缩孔,预热温度为...
[ 2022 - 01 - 05 ]
高温合金简介
高温合金简介
高温合金高温合金或高性能合金是在高温下表现出优异的机械强度和抗蠕变性、良好的表面稳定性以及抗腐蚀和抗氧化性的合金。它们通常具有奥氏体面心立方晶体结构,其中含有镍、钴或镍铁合金元素。高温合金的发展主要是由航空航天和电力工业推动的。耐腐蚀高温合金广泛用于极端环境中,在这些环境中,极高的耐热性和耐腐蚀性对成品产品的完整性至关重要。化学和石化加工、发电厂以及石油和天然气行业广泛使用这些高温合金。许多工业镍基高温合金都含有合金元素,包括铬 (Cr)、铝 (Al)、钛 (Ti)、钼 (Mo)、钨 (W)、铌 (Nb)、钽 (Ta) 和钴 (合)。超级合金,又名高性能合金,已成为耐腐蚀性和多功能性的首选钢材。高温合金的可用性蓝铸以板材、棒材、管材和管材(焊接和无缝)、线材和管件、3D金属粉的形式供应大部分高温合金。哪些镍基合金是高温合金?合金 C-276,其他常见商品名 Hastelloy® C-276合金 X、其他常见商品名 Hastelloy® X、Inconel® HX合金 718,其他常见商品名 Inconel® 718合金 20高温合金用于哪些应用?航天涡轮叶片和喷气/火箭发动机海洋工业潜艇化学加工行业核反应堆换热管工业燃气轮机高温合金的特点是什么?在高温下具有优异的机械强度和抗蠕变性良好的表面稳定性耐腐蚀和抗氧化高温合金小知识“超级合金”一词在二战后不久首次使用,用于描述为涡轮增压器和飞机涡轮发动机开发的一组合金,这些合金在高温下需要高性能。
[ 2021 - 11 - 12 ]
Inconel®713C 叶轮
Inconel®713C 叶轮
21 世纪初,经济和航空市场遭受严重危机,导致飞机和发动机制造商开发更高效的产品。新一代飞机对空气动力学进行了改进,增加了复合材料和新型铝合金的使用,以及有助于减轻重量的新制造工艺。航空发动机为结构材料提供了一些苛刻的应用。现代涡轮发动机在高温和高压下运行,发动机部件经常受到破坏性腐蚀、氧化和侵蚀条件的影响。这些发动机将燃料能量转化为推进推力。在过去的几十年中,通过提高涡轮燃气温度和提高每个发动机级的效率,已经实现了更高的发动机性能。自从研制出用于国防喷气式飞机的燃气涡轮发动机以来,就开始研究材料在高温下的应用。高温合金一词在 1940 年代中期首次用于描述高温合金,它不仅可以在高温下使用,而且在高温下仍能保持其强度和韧性。该术语指的是镍合金和钴合金。超级合金主要用于制造燃气轮机部件,例如叶片、转子和轮叶。这些应用是早期发展的结果,初用于军用和民用航空,后来转移到发电行业。两种技术与高温合金零件的生产和开发极为相关:真空炉技术和熔模铸造。此外,燃气轮机部件(例如叶片和转子)的复杂几何形状不允许大量使用机加工工艺。从这个意义上说,熔模铸造技术的使用对于使用 Inconel 713C 的高温合金产品的成功具有决定性意义。对于大多数应用,Inconel 合金被指定为: 固溶退火和沉淀硬化(时效硬化) 。Inconel 713C 通过第二相(例如,γ′和碳化物)沉淀到金属基体中而硬化。这些镍(铝、钛和铌)相的析出是通过在 600 至 950 °C 的温度范围内进行热处理引起的。为了使这种冶金反应正确发生,稳定成分(铝、钛、铌)必须在溶液中(溶解在基体中);如果它们以其他相的形式析出或以其他形式结合,它们将不会正确析出并且无法达到合金的全部强度。要执行此功能,材料必须首先进行固溶热处理(固溶退火是同义词)。作为专业的镍钴合金材料制造商,对于alloy 713C已经有熟练的铸造技术和材料研究。我们一直致力于解决在复杂环境中材料增值技术的实际应用,有着坚实的材料开发基础和材料解决能力。
[ 2021 - 11 - 04 ]
钨铬钴合金的性能、应用和加工前景综述(后)
钨铬钴合金的性能、应用和加工前景综述(后)
7 残余应力发展在外部静态或动态加载(机械或热)的过程中,材料会受到应力。去除负载后,大部分应力可能会释放,但部分应力仍存在于材料的晶格中,称为残余应力 [21, 22, 23, 24, 25]。由于主要和辅助切削运动施加的切削力的作用,在加工表面的子层中会产生残余应力在加工过程中引起表面材料的塑性变形。切削区域产生的热量是加工表面亚层产生残余应力的另一个主要原因。作为切削过程的结果,残余应力在加工零件的纵向(进给方向)和切向(切削方向)方向上都产生。这些多余的残余应力对加工零件的性能及其耐用性起着至关重要的作用。不利的残余应力发展可能会导致不可接受的变形,这可能会阻止零件满足所需的尺寸公差。剩余的应力还会影响部件的疲劳强度和疲劳寿命。 在物理意义上,由于残余应力,晶格在体积上被压缩或应变。因此,残余应力被视为压缩(正)或应变(负)。许多研究人员的工作表明,这两种残余应力同时存在于金属结构中,形成了一个邻域。在金属加工过程中,切削力会导致切削区的塑性变形产生切屑并随后导致高温(在某些情况下高达 2900 摄氏度)生长,这有助于在加工表面的子层中产生残余应力。研究人员一致认为,残余应力仅影响部件的上/外层,深度可达 500 微米,而在高达 50-100 微米的深度处观察到残余应力的强烈值。众所周知,就所有类型的载荷(拉伸、弯曲、力矩、剪切)以及磨损和腐蚀而言,外表面对于机器部件来说更为重要。这就是机器部件外表面的质量和完整性如此重要的原因。负残余应力导致疲劳微裂纹的产生(或倾向于产生)创建)在机器部件的晶格中的位错。研究表明,残余应力与零件的机械和冶金能力有着密切的关系,这些影响着加工零件的相变和拓扑状态。几位作者指出,在某些情况下,应变或正残余应力可能会改善产品的表面完整性。这是合理的,因为假设正残余应力可能有助于晶体结构的某种程度的压实,从而改善键合减少或去除晶体结构中的位错。同时,正负残余应力同时出现在逻辑上也是可以理解的。因此,对加工零件亚层的残余应力增长现象以及机械和冶金转变的研究是对于加工零件的质量评估,与加工零件的表面粗糙度和几何精度等其他参数同样重要。目前,测量残余应力的方法有多种,如增量钻孔法、X射线衍射法、硬X射线法、中子衍射法和超声波法。已经表明,加工表面上或加工表面中的残余应力极大地影响零件的疲劳寿命、抗裂性、应力腐蚀、静态强度和磁性...
[ 2021 - 09 - 24 ]
钨铬钴合金的性能、应用和加工前景综述(前)
钨铬钴合金的性能、应用和加工前景综述(前)
摘要钨铬钴合金是一种以钴(Co)为基础的高温合金,主要有两种组合形式:(a)由Co- cr -W- c组成的钨(W)族。(b)含有Co-Cr-Mo-C的钼(Mo)基团。钨铬钴合金具有优异的耐蚀性、抗氧化性、耐磨性、耐热性和低磁导率。钨铬钴合金制成的组件在高腐蚀性环境下工作良好,并在高温下保持这些优越的性能。钨铬钴合金制成的组件广泛应用于石油和天然气汽车、核电、造纸和纸浆、化学和石化、炼油厂、汽车、航空航天和航空工业。由于其非磁性、防腐和对人体体液的不反应性。钨铬钴合金用于医疗外科手术、外科工具、牙齿和骨骼植入物和替代品、心脏瓣膜和心脏起搏器。钨铬钴合金的硬度范围为32 ~ 55 HRC,属于脆性材料,但杨氏模量较低。由于钨铬钴合金硬度高、密度高但不均匀:分子结构和较低的热导率,对钨铬钴合金零件的加工操作极其困难,钨铬钴合金被归类为像钛合金一样难以加工的材料。铬镍铁合金、复合材料和不锈钢通常,由钨铬钴合金制成的机器部件是通过一种沉积方法在钢基体上生产的,而不是用昂贵的固体钨铬钴合金棒。沉积的钨铬钴合金的粗糙表面是通过磨削来完成的,而不是其他一些经济的加工过程,这些加工过程既昂贵又耗时,使得钨铬钴合金产品非常昂贵。本文概述了工程用钨铬钴合金的基本概况,钨铬钴合金的意义和具体应用,以及在加工工艺方面的优缺点。本文简要回顾了用涂层硬质合金刀片切削钨铬钴合金6的经济合理切削参数的试验研究。本文揭示并分析了钨铬钴合金6加工过程中残余应力的有趣现象。研究了钨铬钴合金6在不同几何形状下加工表面的微凸度变化。结果表明,中等机头半径的涂层硬质合金刀片在硬度变化和产热方面表现更好,产生最小的相变或切削表面钨铬钴合金6。 关键词:钴合金;钨铬钴合金;难加工;残余应力;表面粗糙度:表面完整性:制造工艺。1介绍材料的可加工性很大程度上取决于其物理、化学和冶金特性。因此,表面完整性(残余应力分布,显微硬度。相位的变化。塑性变形、微裂纹、撕裂和与堆积边缘形成相关的重叠)和被加工零件的表面拓扑结构(表面粗糙度和波纹度)直接由这些特征,以及所选择的加工制度/参数、机床动力学、刀具材料和几何形状以及冷却流体决定。结果表明,在这些变量中,选择合适的、最优的切削参数是最重要的。被加工零件的主要质量保证是检查被加工零件的几何精度、表面粗糙度和残余应力水平。所有这些参数和与表面完整性相关的因素在很大程...
[ 2021 - 09 - 24 ]
用于牙科应用的人工唾液溶液中的 CoCrW 合金
用于牙科应用的人工唾液溶液中的 CoCrW 合金
为了评估其作为假牙材料的应用,在人工唾液和 0.15 mol.L-1 NaCl 介质中对 CoCrW 合金进行了体外细胞毒性测试、表面表征和电化学研究。使用的技术有:阳极极化曲线、计时电流测量、电化学阻抗谱 (EIS)、扫描电子显微镜 (SEM)、能量色散 X 射线光谱 (EDS) 分析和 X 射线光电子能谱 (XPS)。还进行了细胞毒性试验。比较 CoCrW 合金在两种研究介质中的电化学行为,从腐蚀电位 (Ecorr) 到 600 mV 阳极过电压。从电化学测量中观察到,两种介质中的 CoCrW 合金仅呈现普遍腐蚀。 SEM和EDS分析表明,该合金存在碳化铌和硅锰氧化物作为非金属夹杂物。 XPS 结果表明钴对钝化膜的形成没有显着贡献。细胞毒性试验表明 CoCrW 合金没有细胞毒性。这些结果表明 CoCrW 合金可用作生物材料,用作牙种植体中的假体。介绍由于其机械性能,金属合金自 20 世纪初就被用作牙科材料 (1,2)。如今,由于经济问题,非贵重合金在牙科领域正在取代贵重合金。牙科用非贵金属合金表面有一层薄的钝化氧化物膜。这种钝化膜必须具有高附着力、致密性、高电阻和无裂纹等缺陷 (1,2)。口腔环境非常适合促进金属材料的氧化。唾液的数量和质量、唾液 pH 值、牙菌斑、蛋白质含量、食物和液体摄入的化学和物理特性以及一般口腔健康状况等因素可能会影响口腔中的金属腐蚀 (3)。口腔环境中的牙科材料有两个问题:腐蚀产物释放到身体引起的局部效应或全身性损伤以及对合金物理性能和临床性能的影响(4-7)。CoCr 基合金已用于假牙,因为它们具有良好的耐腐蚀性 (8,9)。最近,已经开发出钨含量高的合金而不是钼,旨在提高陶瓷-金属的附着力 (10)。另一方面,与 CoCrW 合金 (13,14) 相比,CoCrMo 合金得到了更多的研究 (4-12)。     在这项工作中,在人工唾液和 0.15 mol.L-1 NaCl 介质中对 CoCrW 合金进行了体外细胞毒性测试、表面表征和电化学行为,以评估其作为假牙材料的应用。为了表征合金表面,使用极化曲线、计时电流法、电化学阻抗谱(EIS)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱(EDS)和X射线光电子能谱。还进行了体外细胞毒性试验,以研究拟议合金作为植入材料的生物相容性。材料与方法样品和解决方案C...
[ 2021 - 09 - 01 ]
工业燃气轮机叶片分析
工业燃气轮机叶片分析
1. 介绍燃气轮机在现代工业中最常见的两个应用是燃气涡轮发电机和燃气涡轮压缩机。在燃气涡轮发电机涡轮动力装置中有一个发电机,要发电,发电机需要一个原动力,这就是燃气涡轮。燃气轮机将燃料(如天然气)中的化学能转化为机械能。由涡轮机出口轴产生的机械能通过齿轮箱传递到发电机轴。这种类型的电力一般有低或中等水平的电压,转换成高电压使用升压变压器。在现代燃气轮机中,为了将燃气的化学能转化为机械能,燃料必须在燃气轮机的燃烧室中进行燃烧。空气通过进气口进入燃气轮机,并与适量的天然气混合。空气和气体的比例是根据气体的热值、空气质量、湿度和离海平面的高度来确定的。点火系统使最初的火花提供所需的热量。当燃烧室内的火焰稳定下来时,点火系统就会关闭。燃气轮机性能最关键的过程是控制燃烧和产生适量的高压废气。废气被供应到涡轮,涡轮旋转叶片,然后旋转涡轮轴。空气易受污染,污染会影响燃烧过程,甚至危害系统,降低整体性能,筛选和过滤是进口空气的基本初始步骤。在适当的仪器仪表的帮助下,还监测空气和燃料的通风压力和温度。涡轮空气压缩机是一种轴向压缩机,包括径向安装在涡轮进口轴上的多级叶片。 涡轮叶片的两种材料是经过广泛研究选择的,发现最适合高温、高频和高转速的叶片。 材料为 Inconel 718 和 Ti-6Al-4V。 叶片的设计在 Solidworks 2019 中进行,在 ANSYS 2019 和 2020 中进行分析。表 1:材料特性特性单元Inconel718Ti-6Al-4V密度g/cm28.194.43杨氏模量MPa2E051.14E05泊松比0.310.342拉伸屈服强度MPa10691100拉伸极限强度MPa1375900导热系数W/mK11.26.72. 分析在ANSYS 2019和2020中对涡轮叶片进行分析。叶片分析在3500 rpm保持恒定的整个分析。分析过程的基本步骤是定义网格。网格划分的方法是四面体。材料的属性在软件中定义,如表1所示。图-1:涡轮叶片的网格模型对于Inconel 718和Ti-6Al-4V合金,初始温度、根部温度和涡轮叶片温度分别定义为23C、300C和1200℃。结果是根据总热通量和定向热通量。图 -2:Ti-6Al-4 的总热通量图 -3:Ti-6Al-4V 的定向热通量图 -4:Inconel 718 的总热通量图 -5:Inc...
[ 2021 - 08 - 31 ]
钴基合金
钴基合金
从公元前1361-1352年统治的法老图坦卡门(Tharakhatu)墓内有一个带有深蓝色和钴的玻璃小物件。钴蓝在中国甚至更早就广为人知,被用于陶器釉。1730年,斯德哥尔摩的化学家格奥尔格·勃兰特(Georg Brandt)对当地一些铜矿产的深蓝色矿石产生了兴趣,他最终证明了其中含有迄今无法识别的金属,他给它起了被德国矿工诅咒的矿石的名字。有时被误认为是银矿。他于1739年发表了他的研究结果。多年来,他声称自己发现了一种新金属的说法遭到了其他化学家的质疑,他们说他的新元素确实是铁和砷的化合物,但最终被公认为其本身就是一种元素。  钴基合金作为一个整体,钴基合金通常可以描述为耐磨,耐腐蚀和耐热(即使在高温下也很坚固)。作为一个整体,钴基合金通常可以描述为耐磨,耐腐蚀和耐热(即使在高温下也很坚固)。合金的许多特性来自于钴的晶体学性质(特别是其对应力的响应),铬,钨和钼的固溶强化作用,金属碳化物的形成以及由钴赋予的耐腐蚀性铬。通常,较软和较硬的组合物用于高温应用,例如燃气轮机叶片和叶片。较硬的等级用于抗磨损。从历史上看,许多商品化的钴基合金均源自20世纪初由Elwood Haynes首次研究的钴铬钨和钴铬钼三元合金。他发现了二元钴铬合金的高强度和不锈钢性质,后来他发现钨和钼是钴铬系统中的强力增强剂。当他发现这些合金时,Haynes因其类似星光的光泽而将它们命名为Stellite合金(以拉丁stella(星)命名)。在高温下发现其高强度后,海恩斯还促进了将司太立合金用作切削工具的材料。  钴基耐磨合金今天的钴基耐磨合金与Elwood Haynes的早期合金几乎没有变化。最重要的差异与碳和硅的控制有关(这是早期合金中的缺陷)。确实,当前Stellite合金等级的主要区别在于碳和钨的含量(因此,凝固过程中微观结构中碳化物形成的数量和类型)。碳含量会影响硬度,延展性和耐磨性。钨在这些特性中也起着重要作用。磨损类型。有几种不同的磨损类型,通常分为三大类:磨料磨损滑动磨损磨蚀磨损。在特定应用中遇到的磨损类型是影响耐磨材料选择的重要因素。当硬质颗粒或硬质突出物(相对面上)被迫抵靠表面并相对于表面移动时,会发生磨料磨损。术语高应力磨损和低应力磨损涉及与表面相互作用后磨料介质(无论是硬颗粒还是凸起)的状态。如果磨蚀性介质被压碎,则据说处于...
[ 2021 - 04 - 29 ]
3D金属粉末
3D金属粉末
就市场量而言,粉末市场在吨位方面很重要,但是大部分P&S消耗的粉末主要使用标准粉末或商品粉末。约占整个粉末市场的5%可被视为特殊粉末市场,需要用于特殊P&S,涂料,HIP,MIM和AM的更高级粉末。  近年来,与其他压实技术相比,AM增长迅速,尽管它们在市场上也显示出稳定的增长,接受和发展。从2016年到2022年的复合年增长率(CAGR)为涂料5.5%,HIP 6%,MIM 11.6%,AM 30%。尽管特殊粉末的供应存在一定的产能过剩,但这在很大程度上取决于市场的发展和不同行业的接受程度,以在几年内将这种盈余变成赤字。根据市场发展情况,这一赤字最早可能在2020年出现,当然还取决于供应方的不同情况。 现在大多数已安装的HIP单元用于压铸件和MIM零件的致密化,以及AM零件的后处理。PM和HIP工艺最重要的用途是生产高速钢和工具钢。在此,将粉末进料到具有钢坯形状的金属容器(胶囊/罐)中,然后通过常规的锻造,轧制和拉伸工艺将其转变成棒,块或线材。制作NNS(近净形状)和NS(净形状)零件的HIP也变得很有趣。这些产品可以在石油和天然气,能源加工和航空航天工业中找到。 与其他粉末冶金工艺相比,当生产更大尺寸(5吨以上)的零件时,HIP的优势显而易见,对于复杂的形状和几何特征几乎没有限制。HIP适用于难以压实和昂贵的材料,例如超级合金,钛,工具钢,不锈钢等。对于HIPing,大多数安装容量可通过Bodycote等服务提供商获得,但近年来,越来越多的公司投资自己的HIP能力。 提到的方法主要需要特殊的粉末,这些粉末具有关键特性,例如粒径,颗粒形状,流动性,正确的粒径分布PSD(取决于应用)。这些特殊粉末中的大多数是通过气体雾化生产的,这是大量高品质粉末的选择过程。然而,取决于粉末等级和粒度,正在使用或已经开发了其他生产技术。
[ 2021 - 04 - 27 ]
主要腐蚀机理解释
主要腐蚀机理解释
腐蚀是由于大气条件或其他因素导致的材料自然降解。腐蚀通常定义为由于与周围环境发生反应而导致的材料溶解。仅发现纯净形式的金属(例如金和铂),普通金属仅与其他元素结合存在。因此,腐蚀是一种自然现象,因为自然力求将人类以纯净形式产生的元素结合在一起。更具体地讲:铁自然以铁矿石形式存在,因此纯铁不稳定,因为它想“生锈”,也就是说,在水的存在下与氧气结合。因此,没有任何保护作用的碳钢将形成一层锈蚀涂层,从某种意义上说,它将保护其余的钢材,并且不断去除锈蚀会暴露出一层新的被腐蚀的钢材。不锈钢的耐腐蚀性取决于钢表面上的一层不可见的薄膜,即钝化膜。但是,有些环境会导致钝化层永久性损坏。在无法重建钝化层的情况下,未保护的表面会发生腐蚀。不同的介质会导致不同类型的腐蚀,这些腐蚀的性质和外观可能会有所不同,不锈钢上可能会发生几种形式的腐蚀。 均匀腐蚀  在这种情况下,不锈钢表面上的钝化层会部分或全部破裂。然后腐蚀以腐蚀环境和合金成分共同决定的速率传播。在酸性环境或热碱性溶液中,不锈钢会发生均匀腐蚀或普遍腐蚀。从腐蚀的角度来看,严酷的环境是高浓度的盐酸或氢氟酸,其中腐蚀可能以有害于建筑的速度传播。点腐蚀  点蚀是局部腐蚀的一种形式,其特征是在钢表面的小离散点处受到腐蚀。点蚀主要发生在含有氯化物或其他卤化物的中性或酸性溶液的存在下。氯离子有助于钝化层的局部击穿,特别是在金属表面存在缺陷的情况下。缝隙腐蚀  缝隙腐蚀是局部腐蚀的一种形式,发生在与点蚀相同的条件下,即在中性或酸性氯化物溶液中。但是,在狭窄的缝隙中比在未屏蔽的表面上更容易开始进攻。因此,在法兰连接处或螺纹连接处发现的缝隙通常是最关键的腐蚀部位。应力腐蚀开裂  腐蚀和机械应力的共同作用可能会加速材料故障。最常见的类型是跨晶应力腐蚀开裂SCC,它可能在含有氯化物的浓环境中发展。以前,通常认为高温是发生SCC所必需的。但是,近年来,在常温下承受高拉应力的标准等级钢如304(L)或316(L)经历了SCC。在这些情况下,钢表面被固体盐沉积物污染,并且大气湿度很高。这两个因素导致液体薄膜中充满了氯化物。其他污染物,例如H2S,可能会增加含氯化物环境中SCC的风险。其他可能导致SCC的环境,特别是在低合金钢上,包括高温下的强碱性溶液。典型的SCC攻击采取细小的分支裂纹的形式。电腐蚀 ...
[ 2021 - 04 - 25 ]
    镍合金在管道和工业阀门的应用
镍合金在管道和工业阀门的应用
镍合金是以镍为主要元素的合金,可用于管道以及工业阀门的不同部分,例如阀体,阀盖,球,阀座,阀杆,螺栓,弹簧等。      阀门是管道系统的一部分,它们被定义为流体流中用于不同目的的组件。这些目的可能涉及停止/启动流量,控制流量,转移流量,防止回流并释放压力[1] [2]。图1示出了球阀,该球阀为旋转阀,其中球形关闭构件旋转90°以接合或脱离阀[2]的端口孔。图1中的球与通孔接合,从而使阀门保持打开状态。                       图1.球阀处于打开位置。        阀门和组件介绍      本文提到的阀门的不同部分定义如下[3]:      阀体:阀体-也称为阀壳-是阀组件中最重要的部分,将所有零件像框架一样保持在一起。阀体是接收流体压力的第一压力边界。阀体端部设计用于将阀连接到管道。     阀盖:阀盖是第二重要的压力承受部分;它覆盖阀体,并用与阀体相同的材料制造。     球:阀的球,也称为“关闭件” [4]或“压力控制部件” [4],用于停止或启动流体。当阀门关闭时,全部流体压力作用于球的一侧,因此该部分被视为阀门[3]的第三重要压力包含部分。     阀座:阀座为封闭件提供阀座表面。     阀杆:阀杆是阀关闭件和操作员之间的连接器,为钢球提供必要的运动以关闭和打开阀。阀杆从一侧连接到手轮,杠杆或致动器,从另一侧连接到阀关闭件。执行器是负责自动移动阀内部的组件。阀杆需要很高的机械强度,尤其是在致动的情况下,才能承受从致动器侧施加的载荷。     螺栓:螺栓也是阀门的承压部件,用于将阀体或阀盖件连接在一起。                             图2....
[ 2021 - 04 - 22 ]
钇对增材制造镍基高温合金热裂和蠕变性能的影响
钇对增材制造镍基高温合金热裂和蠕变性能的影响
摘要:我们研究了稀土元素钇(Y)对通过选择性激光熔化处理的哈氏合金X的热裂变和蠕变性能的影响。我们使用两种不同的合金来研究H-X中的热裂变:一种添加了0.12质量%的钇,另一种没有添加钇。无Y的H-X出现的裂纹较少,这主要是由于Si,W和C的偏析导致在晶界和枝晶间区域出现SiC和W6C型碳化物。另一方面,由于Y的偏析,在添加Y的H-X试样中形成了更多的裂纹,从而形成了富钇的碳化物(YC)。在1177℃下进行2小时的后热处理,然后进行空气冷却,以获得良好的蠕变性能。我们沿垂直和水平方向进行了蠕变测试。尽管有更多的裂缝,但添加了Y的哈氏合金X试样比哈氏合金X试样具有更长的蠕变寿命和延展性。这主要是由于在晶粒内部形成了Y2O3和SiO2。固溶处理后,添加Y的试样的蠕变寿命是无Y固溶处理的试样的八倍。这主要是由于即使在固溶处理后也保持了柱状晶粒的形态。另外,M6C碳化物,Y2O3和SiO2的形成改善了蠕变寿命。总结Y的影响,Y的添加促进了裂纹的形成,从而引起了蠕变各向异性。然而,它通过稳定氧和促进离散碳化物沉淀而改善了蠕变性能,从而阻止了晶界的迁移和滑动。1.引言选择性激光熔化(SLM)是增材制造(AM)中的一项先进技术,用于通过大功率激光器逐层沉积来制造具有复杂形状的金属部件[1-3]。H-X是一种固溶强化的镍基高温合金,在1000–1200℃的温度范围内具有出色的高温抗氧化性,耐蚀性,可成形性和机械性能。由于这些属性,它可以应用于航空工程,例如燃烧室,机舱加热器,喷杆和燃气轮机组件[4-6]。 2013年,燃气轮机制造商西门子成功地将这种材料用于增材制造中,从而通过电光系统(EOS)SLM技术快速构建和维修组件。尽管如此,由于SLM工艺的极端温度梯度以及快速加热和冷却(≈106K / s),镍基高温合金,例如H-X ,IN718 和CM247LC 仅举几例,容易发生热裂,从而降低其机械和物理性能。  合金元素的主要目的是改善镍基高温合金的机械性能和热性能,以使其对热裂纹的敏感性最小。 全权等。 报告指出,高熔点元素(例如Mo和Cr)由于在晶界处形成富Mo和Cr的碳化物而导致形成高角度晶界,最终导致了裂纹的形成。晶界处碳化物的出现还具有增加在较高温度下抗晶界滑动的能力。  达契纳特(Dacianet) 报道了合金元素(如锰,硅和碳)对Alloy-X热裂...
[ 2021 - 04 - 02 ]
镍基单晶高温合金的热弹性和c
镍基单晶高温合金的热弹性和c'-固溶温度(2)
这是一个数量,在文献中经常使用。如图15所示,真实的ath(-T)数据显示了一个尖锐的峰,在本工作中我们利用该峰确定c-溶解度,而通过平均athMEANðTÞ的。图15显示了来自不同来源的数字化数据[58、59、63-71]。所有作者均以2 K / min至5 K / min的升温速率进行了实验。 Ni的数据(完整圆圈)摘自Sung等人的工作。 [63],他们从各种先前的数据[64-67]中创建了一条回归线,而Ni3Ti(空圈)的数据是从Karunaratne等人的工作中复制而来的。 [68](参考以前的出版物[65、69、70])。有趣的是,将这些数据与c相(空平方)和c相数据(实心平方)的膨胀结果进行比较,这些数据是由Sieborger等人从CMSX-4中分离出来的。 [58]。他们的数据代表了真正的热膨胀。但是,分离的相无法将其化学组成调整为c / c平衡。因此,不会出现像在我们的工作中观察到的那样热膨胀出现峰值。 Morrow等。 [71]研究了添加钼对具有c / c微观结构的镍基高温合金的影响,结果表明,增加钼含量和铝含量会导致热膨胀系数小幅下降。在图15中,我们重现了其具有3.5%Mo(空三角形)的Ni基合金的数据。最后,我们添加了Quested等人最近发布的CMSX-4数据集。 [59](粗虚线)。比较结果表明,尽管存在一些分散,但是当我们将它们与平均热膨胀系数进行比较时,所有数据都相当接近。请注意,我们的平均热膨胀数据和Quested等人。 [59]的意见非常一致。但是,我们的真实膨胀数据会明显偏向更高的值,并显示出尖锐的峰值,这可以确定c固溶度和温度。我们的真实热膨胀数据显示,在高温下,热膨胀系数下降了近50%,有一个明显的尖峰(用箭头突出显示)。图1和2中显示的数据。 7、8、9、13和14清楚地表明,这种下降与c固溶温度有关。对于&ERBO / 1(CMSX-4型),降落发生在一个温度上,该温度非常接近ThermoCalc预测的c-固溶温度和性能。对于三种ERBO / 15型合金,热膨胀下降发生在温度上,该温度比预计的c-固溶线温度高40K。与ERBO / 15及其变体相比,ERBO / 1的实测(膨胀)和计算出的(ThermoCalc)c'-固溶温度之间有更好的一致性(表7和8,图10、11)。这与实验确定的ERB...
[ 2021 - 03 - 23 ]
镍基单晶高温合金的热弹性和c
镍基单晶高温合金的热弹性和c'-固溶温度(1)
本工作表明,热膨胀实验可用于测量四种Ni基单晶高温合金(SX)的c固溶温度,其中一种具有Re和三种Re-free变体。对于CMSX-4,实验结果与使用ThermoCalc获得的数值热力学结果非常吻合。为了三种实验性的Re-free合金的实验结果和计算结果相近。透射电子显微镜显示,可以合理地预测c相的化学成分。我们还使用共振超声光谱(RUS)来显示弹性系数如何取决于化学成分和温度。根据文献中先前报告的结果对结果进行讨论。突出了需要进一步工作的领域。图形概要介绍   镍基单晶高温合金(SXs)用于制造可在高于1000 C的温度下运行的涡轮机叶片。它们必须承受载荷谱,包括蠕变,热疲劳和热腐蚀。蠕变强度是抵抗缓慢而连续的应变积累的抵抗力,这一点至关重要。众所周知,SX的强度依赖于微观结构,微观结构由亚微米长方体c颗粒和(晶体结构:有序L12相;体积分数:70 vol。%)组成,它们之间通过细小的c通道分隔开(晶体结构:fcc;体积分数:接近30%(体积)),例如[1-4]。两相的晶体结构相似,因此,从高温冷却后,有序的c粒子会凝聚并沉淀在c矩阵中。两相的晶格常数d不同。镍基单晶超级合金,经常发现:dc&\ dc。相关的晶格失配导致弹性应变能增加,例如[5、6]。这种错配及其一些后果,例如,它对c粒子形状的影响,以及对作用于通道位错,漂流和形成界面位错网络的桃子-科勒力的影响,现在仍在继续在文献中讨论过,例如[7-15]。有序的c &&粒子表示位错运动的障碍。   它们不是完全不可穿透的,但是位错通过有序的c相移动要比通过fcc和c通道移动更困难。SX设计的技巧部分取决于使位错切入c相以使其蠕变强度最佳化的难度尽可能大。 使切割变得困难与反相边界能量(APB)的增加有关,例如[16–20],这是由晶体可塑性中最突出的基本机理之一引起的:c相的成对切割,例如&[21] –23]。虽然就切削过程的具体方面在文献上存在分歧,但来自学术界和工业界的SX研究人员认为,设计具有高c体积分数,高&c固溶温度的合金是可取的。性能和化学成分,会产生较高的平面故障能量,从而影响APB和堆叠故障的物理性质。 c-&固溶温度被认为特别重要,在许多科学和技术SX出版物中,固溶温度已被作为参考温度加以强调,例如[24-31]。  ...
[ 2021 - 03 - 10 ]
增材制造的Nickel Alloy 718中细等轴微结构起源的新见解
增材制造的Nickel Alloy 718中细等轴微结构起源的新见解
In 718是一种可热处理的可硬化合金,由于其在650°C的高温下仍具有出色的抗疲劳性和耐腐蚀性,因此在航空,航天和核工业中已使用了数十年。因此,该合金已被早期用于金属合金的增材制造(AM)的开发中。尽管已经进行了深入的研究以实现最佳性能,但是控制凝固过程中建立的晶粒结构仍然是可行的。为此至关重要。凝固的微观结构对性能和加工都有很大的影响。初生枝晶臂的间距,晶粒尺寸和晶粒织构会影响屈服强度,断裂韧性和高循环疲劳寿命,而晶粒细化的等轴微结构会增加对凝固裂纹的抵抗力。       已经提出了不同的策略来控制凝固产生的晶粒结构。与常规铸造相反,AM可以处理工艺参数,例如输入能量,扫描速度和建立策略,以建立促进等轴晶粒的热条件,即低温梯度和快速凝固前沿。沿着这条路线,最成功的解决方案依赖于预热基板,主要是在电子束熔化(EBM)技术中,并被预测为在其他技术(例如直接能量沉积(DED)和选择性激光熔化(SLM))中可能有效。该解决方案通常与有助于建立低温梯度的高能量输入相关。确定扫描速度的总体趋势似乎更加困难,因为与凝固前沿速度的关系远非直接关系。尽管已经在直接激光烧结方面取得了一些成功,但是可以对构建策略做出相同的陈述。增强过冷液池中新晶粒的成核是控制晶粒结构的另一种有希望的途径。因此,已经确定了与常规铸造或焊接中的惯常做法类似的解决方案,例如在Ti64中添加晶粒细化剂,在Ti64中形成枝晶碎片。高熵合金和含Sc的铝合金中金属间化合物重熔产生的内源性核素。在一些使用DED工艺的研究中,有人提出部分熔融的粉末可以充当异质形核位点,并促进等轴晶化。         在焊接和增材制造技术中,几位作者观察到细等轴晶粒(通常≤10 µm)的中低线性能量密度范围为0.11 J / mm(选择性激光熔化)至117 J / mm(直接能量沉积) ),例如SLM,DED,EBM和同轴激光线工艺。当提供此信息时,在以下提到的所有AM过程中,等轴微结构都位于该层的底部,并且扫描速度范围从3到100027mm / s。迄今为止,已经提出了对等轴区域的不同解释。 Bambach等。将等轴晶的形成归因于凝固组织的局部再结晶。 Mostafa等。和Choi等。两者都解释了重熔区中较高杂质浓度形成等...
[ 2021 - 03 - 04 ]
镍基超级合金的性能
镍基超级合金的性能
蠕变断裂强度可以很好地表明,每种合金系列的蠕变断裂寿命/γ-初生分数图都不同,但每个系列在附近都可能有最大值或超过75%(体积)。这意味着蠕变断裂寿命部分取决于固溶体的硬化,而部分取决于γ-prime沉淀的硬化。当γ′中的Cr被W和Ta取代时,将达到最大的固溶硬化。另外,为了获得最大的沉淀硬化,将获得伽马素数级分。在某些Ni基高温合金中,实际合金在1000ºC时的γ-初生分数可能小于设计值。  拉伸性能观察到在各种条件下进行了时效处理的样品溶液在900ºC下的拉伸性能。显然,这些变化可以用伽马素数分数的线性函数很好地近似。从其他系列合金获得的结果表明,线性保持在50%至80%(体积)的γ-prime分数范围内,这与蠕变断裂强度的情况不同。溶液温度的影响也是线性的。较高的固溶温度给出较高的屈服强度。固溶温度越低,拉伸伸长率越大,但是这种趋势在一定温度以下不再起作用。低于1080ºC的固溶处理对拉伸伸长率没有任何有利影响。对于固溶硬化和沉淀硬化的效果,显然W是固溶硬化最有效的方法,而Ta(一种γ-底漆形成剂)比W作为固溶硬化元素的效果差。   耐热腐蚀  通过坩埚测试评估了耐热腐蚀性能,将盐混合物(Na2SO4-25%NaCl)中的一块合金(直径6-8毫米,高3-5毫米)在900ºC的空气中保持20小时。去除所有水垢后,通过金属损失定量确定电阻。从形态上讲,热腐蚀可分为三种类型。 I型:由Cr硫化物,Ni硫化物和多孔氧化物组成的腐蚀层,II型:薄而紧密的Cr2O3腐蚀层,基体中有少量硫化物或根本没有硫化物,III型:由三层氧化物Cr2O3组成的腐蚀层, TiO2和Al2O3从外到内,少量富铬硫化物分散在基体中。对42种产生I型腐蚀的合金进行了回归分析。结果表明,Hf掺杂且高Cr和Ti含量的合金(在γ-初生沉淀硬化合金中是最优选的),而W,Ta或Mo的添加是增加高温强度必不可少的元素。对热腐蚀极为有害。
[ 2021 - 03 - 03 ]
镍基合金的介绍
镍基合金的介绍
高温合金或高性能合金是能够承受极端温度的材料,这些极端温度会破坏钢,钛和铝等常规金属。 “超级合金”一词是在第二次世界大战后不久使用的,用于描述为在高温下需要高性能的涡轮增压器和飞机涡轮发动机开发的一组合金。使用超级合金的应用范围已扩展到许多其他领域,现在包括飞机和陆基燃气轮机,火箭发动机,化工厂和石油工厂。它们即使在超过650°C的长时间暴露后仍能保持大部分强度,因此特别适合这些苛刻的应用。它们的多功能性源于以下事实:它们将这种高强度与良好的低温延展性和出色的表面稳定性相结合。镍基高温合金是一种多组分复合合金,除镍外,还包含不同数量的铬,钼,钨,铌,铝,钛,钽,Re,H,锆,硼和碳,以获得所需的强度,抗氧化性,耐腐蚀。自1940年代初期[3-5]以来,高温合金一直处于持续紧张的发展状态。在1950年代,从锻造到常规铸造到定向凝固到单晶涡轮叶片的演变已使金属允许温度提高了250°C,而冷却发展方面,涡轮机进气温度几乎翻了一番。最近的重要贡献来自单晶叶片中合金晶粒的排列,这使得可以更紧密地控制材料的弹性。这些属性进而控制叶片的固有振动频率。镍基合金可以固溶或沉淀强化。固溶强化合金,例如Hastelloy X,用于仅要求中等强度的应用。在最苛刻的应用中,例如燃气涡轮发动机的高温部分,需要沉淀强化合金。大多数镍基合金包含10-20%的Cr,最多8%的Al和Ti,5-10%的Co和少量的B,Zr和C。其他常见的添加元素包括Mo,W,Ta,Hf和Nb。从广义上讲,镍基高温合金中的元素添加可归类为:·γ形成剂(倾向于分配到γ矩阵的元素)。 ·γ'形成物(分解为γ'沉淀的元素)。 ·硬质合金成型器。 ·分离到晶界的元素,例如B,C和Zr 。高温合金在涡轮发动机中的广泛使用以及涡轮发动机的热力学效率随涡轮进口温度的升高而增加的事实[1]。超级合金是一种金属合金,经过开发可以抵抗大多数高温,通常在达到绝对熔化温度的70%的情况下才可以。所有这些合金均具有出色的抗蠕变性,耐腐蚀和抗氧化性以及良好的表面稳定性和疲劳寿命。主要合金元素是镍,钴或镍铁,它们可以在元素周期系统的第8组中找到。特别是在航空航天工业和核工业中发现了应用领域。用于发动机和涡轮机。这些先进合金的发展可以更好地利用在高温下工作的发动机,因为涡轮进...
[ 2021 - 02 - 07 ]
H13-3D打印技术与传统机械制造工艺的比较
H13-3D打印技术与传统机械制造工艺的比较
H13合金球形粉是使用最广泛和最具代表性的热作模具钢种,在中温环境下具有较高的淬透性和高的韧性,优良的抗裂能力,在较高温度下具有抗软化能力,热处理变形率较低,具有中等耐磨损能力,切削加工性强,主要用于增材制造(3D打印)。 传统机械制造是我们常见的技术,那与3D打印技术对比又有哪些不同呢,下面就来了解下H13-3D打印技术与传统机械制造工艺的比较。 比较内容3D打印技术传统机械制造工业基本技术FDM、CJP、MJP、SLA、SLS削、钻、磨、铸、锻核心原理分层制造。逐层叠加——技术特点“增材制造”——加法“减材制造”——减法使用场合小批量,造型复杂,非功能性零部件大规模,批量化,不受限使用材料熟料、树脂、粉末等不受限材料利用率高,可达95%相对低,有浪费应用领域模具、样件广泛、不受限制构件强度有待提高较好产品周期短相对较长智能化容易实现不容易 传统机械制造是基于削、钻、磨、铸、锻等减材制造基本工艺的组合;工件的制造一般要经过多个工艺的组合材可以完成。而3D打印技术秉承着“分层制造、逐层叠加”的核心原理是一体成型的技术,一台3D打印机就以完成整个工件的铸造。从应用领域来看,3D打印技术适用于小批量造型复杂的非功能性零部件,大多在汽车、航天等领域内制作模具和样件。而传统的工艺制造适用于大规模需要量产的部件,并广泛适用于各种场合,不受限制。从材料和材料利用率来分析,H13-3D打印技术主要使用材料多为熟料树脂和粉末,料利用率高达95%以上,几乎没有浪费。传统机加工可以使用任何材料,和H13-3D打印技术相比要多很多,但是传统的“减”材制造在不用程度上要产生许多费料。 通过结合工业数字化和自动化等技术,H13-3D打印技术呈现3个明显的优势:较高制造自由度,数字化作业流程和较高的材料利用率。H13-3D打印技术成型周期短,更容易实现智能化,这些是传统机械制造工艺无法实现的。当然H13-3D打印技术也有些不足,如批量生产力弱,构件强度也有待提高。相信在未来不久后,3D打印技术能有更好的发展。
[ 2017 - 09 - 20 ]
水雾化与气雾化合金粉末性能及成本的比较
水雾化与气雾化合金粉末性能及成本的比较
以快速运动的流体(雾化介质)冲击或以其他方式将金属或合金液体破碎为细小液滴,继之冷凝为固体粉末的粉末制取方法,叫做雾化制粉法。在我国现有制粉技术中,最广泛应用的是水雾化和气雾化法。虽然制粉原理相同,但制得的粉末的物理性能相差还是很大的,下面就来了解下两者之间的差别。1、 形状由于气体的热容量要比水小,所以采用气雾化时,合金收到的激冷度低,收到雾化介质冲击时,雾化成细小液滴的合金液不会马上凝固,这给了合金液滴在下落过程中收缩成球的时间,所以容易获得球形合金粉末。水雾化时情形正好相反,由于水雾化成细小合金液滴的激冷作用,几乎是在一瞬间,就凝固成了合金粉末,这使得哪些表面张力较小的合金形成的合金粉末,呈土豆状或不规则形状,只有那些表面张力较大的合金,例如镍基合金,才能做成球形合金粉末。通过调整雾化参数和雾化时合金液的过热度,采用水雾化也能做出近似球形的合金粉末,满足热喷涂的需要。1、 化学成分不论是采用水雾化还是气雾化,制作出的合金粉末的化学成分不会因为制作方法的不同而产生差异。2、 金相组织采用气雾化制作的合金粉末,合金的过冷度要比采用水雾化做的小许多,所以相同的化学成份,采用不同的雾化方法做出的合金粉末的金相组织会不一样。3、 合金粉末的氧含量合金粉末的氧含量,与合金本身对氧的敏感性和雾化时的雾化环境中的氧含量有关。如果合金本身对氧非常敏感,则不仅在雾化时要采取措施,在熔化时最好也采用真空熔炼。对于大多数合金,只要在雾化时采取减少与氧的接触,就能达到降低合金粉末中氧的含量的目的。气雾化时,通常是使用氮气作为雾化介质,大量的氮气充满了雾化区,将雾化区的氧气驱逐掉了,所以能保护合金液滴在雾化及冷却时很少氧化。   当一炉熔融的合金液被雾化成金属粉末时,它的表面积在雾化的一瞬间增大了无数倍,换言之,其与氧结合的面积也增大了,有更多的金属表面暴露在雾化环境中。所以,水雾化时,如果不采取措施,是无法避免合金液滴的氧化的。为了在水雾化时,能让雾化环境少氧或无氧,首先,必须将雾化筒体密封起来,将雾化环境与周围的环境隔绝开来。其次,是要将已封闭起来的雾化筒体中的氧气排除掉。最后,是在雾化的过程中一直保持这样的一个无氧或低氧的雾化环境,直到雾化结束,合金液滴全部凝固成合金粉末。4、 生产投资成本水雾化和气雾...
[ 2017 - 09 - 20 ]
H13钢的碳(C)对其结构性能影响分析
H13钢的碳(C)对其结构性能影响分析
H13钢是使用最广泛和最具代表性的热作模具钢种,它的主要特性是:(1)具有高的淬透性和高的韧性;(2)优良的抗热裂能力,在工作场合可予以水冷;(3)具有中等耐磨损能力,还可以采用渗碳或渗氮工艺来提高其表面硬度,但要略为降低抗热裂能力;(4)因其含碳量较低,回火中二次硬化能力较差;(5)在较高温度下具有抗软化能力,但使用温度高于540℃(1000℉)硬度出现迅速下降(即能耐的工作温度为540℃);(6)热处理的变形小;(7)中等和高的切削加工性;(8)中等抗脱碳能力。更为令人注意的是,它还可用于制作航空工业上的重要构件。  H13钢是C-Cr-Mo-Si-V型钢,在世界上的应用极其普遍,同时各国许多学者对它进行了广泛的研究,并在探究化学成分的改进。钢的应用广泛和具有优良的特性,主要由钢的化学成分决定的。当然钢中杂质元素必须降低,有资料表明,当Rm在1550MPa时,材料含硫量由0.005%降到0.003%,会使冲击韧度提高约13J。十分明显,NADCA207-2003标准就规定:优级(premium)H13钢含硫量小于0.005%,而超级(superior)的应小于0.003%S和0.015%P。下面对H13钢的成分加以分析。碳  美国AISI H13,UNS T20813,ASTM(最新版)的H13和FED QQ-T-570的H13钢的含碳量都规定为(0.32~0.45)%,是所有H13钢中含碳量范围最宽的。德國X40CrMoV5-1和1.2344的含碳量为(0.37~0.43)%,含碳量范围较窄,德國DIN17350中还有X38CrMoV5-1的含碳量为(0.36~0.42)%。日本SKD 61的含碳量为(0.32~0.42)%。我国GB/T 1299和YB/T 094中4Cr5MoSiV1和SM 4Cr5MoSiV1的含碳量为(0.32~0.42)%和(0.32~0.45)%,分别与SKD61和AISI H13相同。特别要指出的是:北美压铸协会NADCA 207-90、207-97和207-2003标准中对H13钢的含碳量都规定为(0.37~0.42)%。  钢中含碳量决定淬火钢的基体硬度,按钢中含碳量与淬火钢硬度的关系曲线可以知道,H13钢的淬火硬度在55HRC左右。对工具钢而言,钢中的碳一部分进入钢的基体中引起固溶强化。另外一部分碳将和合金元素中的碳化物形成...
[ 2017 - 05 - 15 ]
金属管材知识重点
金属管材知识重点
金属管材(1)钢管。l)无缝钢管.com。①除一般无缝钢管外,还有专用无缝钢管,主要有锅炉用无缝钢管、锅炉用高压无缝钢管、地质钻探用无缝钢管、石油裂化用钢管和不锈耐酸无缝钢管等。②锅炉用高压无缝钢管是用优质碳素钢和合金钢制造,质量比一般锅炉用无缝钢管好,可以耐高压和超高压,用于制造锅炉设备与高压超高压管道,用来输送高温、高压汽、水等介质或高温高压含氢介质。③地质钻探用无缝钢管用专用钢种D240、D250、D255…D295制造。④石油裂化用无缝钢管一般用合金结构钢制造。⑤不锈耐酸钢无缝钢管是用合金结构钢制造,它主要用于化工、石油和机械用管道的防腐蚀部位,用于输送强腐蚀性介质、低温或高温介质以及纯度要求很高的其他介质。2)焊接钢管。焊接钢管分为黑铁管和镀锌管(白铁管)。按焊缝的形状可分为直缝钢管、螺旋缝钢管和双层卷焊钢管;按其用途不同又可分为水、煤气输送钢管;按壁厚分薄壁管和加厚管等。①直缝电焊钢管主要用于输送水、暖气和煤气等低压流体和制作结构零件等。②螺旋缝钢管。单面螺旋缝焊管用于输送水等一般用途,双面螺旋焊管用于输送石油和天然气等特殊用途。3)合金钢管。合金钢管用于各种加热炉工程,锅炉耐热管道及过热器管道等。合金钢具有高强度性,在同等条件下采用合金钢管可达到节省钢材的目的。但合金钢管的焊接都有特殊的工艺要求,焊后要对焊口部位采取热处理。(2)铸铁管。铸铁管的连接形式分为承插式和法兰式两种。(3)有色金属管。l)铅及铅合金管。铅管其耐蚀性能强。铅管不宜在压力下使用。铅管的机械性能不高,但重量很重,是金属管材中最重的一种。2)铜及铜合金。铜管的导热性能良好,适用工作温度在250℃以下,多用于制造换热器、压缩机输油管、低温管道、自控仪表以及保温拌热管和氧气管道等。
[ 2017 - 05 - 15 ]
飞机当然也会累,谈谈飞机结构的疲劳与腐蚀
飞机当然也会累,谈谈飞机结构的疲劳与腐蚀
冷战结束后,由于东西方的军事对峙趋缓及全球性的经济不景气,各国的国防经费都遭到大幅度缩减,使大多数国家的军用飞机都需要延长使用年限,如此虽然可节省采购新机的花费,但老飞机结构上最令人头痛的疲劳与腐蚀,则是延长服役期限时必须严肃以对的课题。 1前言  东西方冷战时期,西方国家军用飞机的设计使用年限通常是20年到30年,为了维持对苏联的军事优势,这些军用飞机在到达使用年限后都会予以退役,但自1991年苏联瓦解后,双方的军事对峙一夜之间骤然消失,维持军事优势已无必要性,加上本世纪初的全球性经济不景气,国防经费遭到大幅度删减,使得许多国家的军用飞机在到达使用年限后仍然得继续服役,部分机型的服役时间甚至高达50年以上。  B-52“同温层堡垒”(Stratofortress)轰炸机是冷战时期美国的核轰炸主力,最后一架B-52H于1962年出厂,原本预定在服役30年后的1992年退役,如今美国空军决定该机得继续服役到2040年,届时服役时间将逼近80岁,堪称是爷爷级的古董机。而于1961年进入美国空军服役的T-38“禽爪”(Talon)喷气教练机,原设计服役寿命为7,000飞行小时,但经过数次性能提升延长服役寿命后,在2013年时的实际飞行时数已达15,000飞行小时,等到预计的2026年退役时,实际飞行时数将达23,000小时,为原本设计值的3倍多。T-38在1997~2001年的世纪之交更换了全新机翼,老机得以开新花  延长飞机使用年限固然可以省下采购新飞机的经费,但伴随着飞机使用时间的增加,飞机结构的疲劳(fatigue)及腐蚀(corrosion)问题也会随之一一浮现。根据一份1997年发表的研究报告,从1954年到1995年这40年间,全球共约发生2,800次飞机失事,其中由于结构问题导致的有67件,原因及百分比为︰其它及设计不良各占10.4%、维修不良占7.5%、超负荷(overload)占28.4%、疲劳及腐蚀占百分之43.2%。结构问题中疲劳及腐蚀危害最烈,几乎占了一半,可见要维持老飞机的飞行安全,必须对结构疲劳及腐蚀有正确的认知及处置,而这也是目前各国空军现正面对的首要课题。结构疲劳破坏典型破断面2疲劳  疲劳是指在低于材料极限强度(ultimate strength)的应力(stress)长期反复作用下,导致结构终于破坏的一种现象。由于总是发生在结...
[ 2017 - 05 - 15 ]
新型防腐材料和技术在军用车辆中的应用
新型防腐材料和技术在军用车辆中的应用
军用车辆大多结构复杂, 结构材料除了钢铁、合金外, 还有众多的非金属材料, 如橡胶、塑料等, 在贮存和使用过程中存在不同程度的腐蚀和老化现象,另外车辆的发动机、电子元部件、大量的接头和焊缝等特殊部位的腐蚀情况也各不相同, 这就要求在选择防腐材料和技术时, 对应用不同材料的性能参数、车辆的用途、使用环境以及材料在环境中的腐蚀数据有全面了解, 对每种材料和零部件都要采用适当的防腐材料和技术, 以适应车辆设计的使用寿命和设计的停工检修安排, 尽量使各部分材料均匀老化,性能全面下降。为此, 必须加强对各种新型防腐材料和技术的应用研究, 以满足军用车辆的使用要求。  1  新型防腐涂料的应用    使用各种长效防腐涂料提高车辆的防腐能力,这种方法是简单而有效的, 如美海军在TF -41 发动机叶片上采用了新型防腐涂层后, 使报废率由原来的25 %下降到1 %。    目前, 军用车辆采用的部分防腐涂料还比较落后, 性能无法达到使用要求。而且使用的涂料品种还比较单一, 对零部件的某些特殊需要, 没有使用相应的涂料, 包括耐高温涂料、塑料橡胶专用涂料、铝合金专用涂料、PVC 车底涂料等。如车辆底盘大多采用普通的沥青磁漆, 抗石击性能、耐盐雾性能较差, 造成车辆底盘大面积锈蚀;排气管采用的有机硅耐高温涂料, 涂膜使用不久便发生龟裂、脱落(见图1);有些不锈钢结构涂刷的涂料由于对不锈钢底材附着力不佳, 造成大面积脱落等(见图2)。为了改善这种局面, 我们对市场上现有的各种防腐涂料进行了全面了解, 并进行了对比试验, 结果不是很理想, 尤其是耐高温耐盐雾防腐涂料、抗石击防腐涂料、高弹性防腐涂料、对橡胶、不锈钢具有良好附着力的耐盐雾防腐涂料等, 性能还无法满足车辆的使用要求。2  密封材料的应用    军用车辆的腐蚀, 有部分是由于结构密封不严造成的。因此, 在车辆制造过程中, 要注意各种密封材料的使用, 如使用得当, 对车辆防腐蚀将起到事半功倍的效果。常用的密封材料根据用途不同可分为风窗密封胶、点焊密封胶、接缝胶、折边胶以及各种密封条和密封垫。如在车门、侧窗、换气窗等部位要填加密封条, 再用注胶机注入适量的风窗密封胶, 可有效防止水气、盐雾等腐蚀介质的渗入。但是所用的橡胶密封条...
[ 2017 - 05 - 12 ]
航空发动机有多难造?
航空发动机有多难造?
目前大部分航空发动机都是属于燃气涡轮型,民用客机的发动机突出的安全性和可靠性,而军用发动机在这个基础上还追求更大的推力,以及开加力时的最大推力。由此可见,航空发动机领域中最强者必然是军用航发,而军用发动机算是人类科技的巅峰之作。具备研发、制造和生产航空发动机的国家一般都不轻易出口自己的技术,只出口发动机成品,有的甚至连维护都需要送回原产国。复制拆解难航空发动机难以制造的特点首先体现在复制拆解难,一款汽车、航空器的外形可以通过反向测绘进行复制,汽车就不用说了,复制起来更是信手拈来。航空器外形复制也是有的,比如图-160和B-1B轰炸机,但发动机的复制如果没有图纸介入,那根本是不可能的。比如目前波音737客机上使用的主流发动机CFM-56系列发动机,从1974年首次运转到今天,一共生产了超过2万台,波音、空壳主打的单通道客机几乎都用了。 拆解CFM-56时就会发现,发动机叶片上指甲盖大小的地方覆盖着许多小气孔,如果没有图纸定位,完全没法对其进行复制。一旦气孔打的位置不对,会直接影响叶片散热,那么复制品的整体性能就下降了。GE公司凭借CFM-56的技术基础,研制了覆盖各种机型使用的发动机,与普惠展开直接竞争。材料制造难航空发动机其实也很简单,以经典的CFM-56发动机为例,包括低压压气机、九级高压压气机、一级高压涡轮和四级低压涡轮,中间还有一个环形燃烧室。但是就是这些结构,工作的温度、压力环境不一样,就说明其使用的材料是不同的。以涡轮叶片为例,工作环境上千摄氏度,一分钟数万转,使用多种金属混合制造,而且比例也各不相同。因为在靠近燃烧室的叶片承受的温度较高,材料也用得耐高温,稀有金属元素的比例就不一样。如果全部使用统一耐高温材料,那么单价就高了,经济性就差,对于商业化运营的民用客机发动机最好是又便宜又好用。同理,除了涡轮叶片之外,发动机各个部件所用的材料也是不一样的,波音737使用的CFM-56发动机涡轮为高温合金打造,其他部分有的使用了复合材料。目前比较流行的是树脂基复合材料,普惠的F-119外涵道机匣就用这个材料,可耐400摄氏度温度,而成本也可以得到控制。加工精度高如果有了先进的材料和图纸,也不代表能够制造出一台优秀的航空发动机,因为加工工艺是最后的拦路虎。一台CFM-56发动机航空发动机的风扇直径仅为1.55米,长度为2.5米,如此小的空间内要产生86千牛...
[ 2017 - 05 - 12 ]
先进刀具技术现状分析及发展趋势
先进刀具技术现状分析及发展趋势
进入21世纪以来,随着制造技术的全球化趋势,制造业的竞争也越来越激烈。在由机床、刀具、夹具和工件组成的切削加工工艺系统中,刀具是最活跃的因素。因此在高速加工技术广泛应用于生产的今天,高性能刀具越来越受到重视并大量取代传统刀具。虽然高性能刀具与传统刀具相比价格昂贵,甚至是传统刀具的10倍,但是使用高性能刀具仍然可以有效地降低生产成本。刀具材料、几何参数及其结构是高性能刀具设计制造最重要的关键技术,如图1所示。目前,先进刀具发展迅速,各种专用高性能刀具不断推陈出新。在刀具材料方面,超细晶粒硬质合金刀具和超硬材料刀具获得了广泛运用;在涂层方面,多层梯度复合涂层和高强度耐热纳米涂层也得到了长足的发展,并在航空航天、汽车船舶等领域得到应用;在刀具结构方面,将朝可转位、多功能、专用复合刀具和模块式方向发展,如图2所示。刀具材料的最新进展近年来,世界各工业发达国家都在致力于开发与高速、高效、高质切削加工相匹配的先进切削刀具材料。刀具材料对刀具寿命、加工效率、加工质量和加工成本等影响很大。刀具切削时要承受高压、高温、摩擦、冲击和振动等作用,因此刀具材料必须具备如下一些基本性能:硬度高,即刀具材料的硬度必须高于被加工材料;高的强度和韧性,刀具切削部分的材料在切削时要受到很大的切削力和冲击力,因此刀具材料必须要有足够的强度和韧性;耐磨性和耐热性好,一般来说,刀具材料硬度越高,耐磨性也就越好,同时刀具的耐磨性和耐热性有着密切的关系;导热性好,导热性越好,就能降低切削部分的温度,从而减轻刀具磨损;工艺性和经济性好。(1)新型高速钢。高速钢(HSS)是加入了W、Mo、Cr、V等合金元素的高合金工具钢。虽然目前可供使用的刀具材料品种较多,但由于高速钢在强度、韧性、热硬性、工艺性,特别是锋利性(刀尖半径可达12~15μm)等方面具有优良的综合性能,因此在切削某些难加工材料以及在复杂刀具(尤其是切齿刀具、拉刀和立铣刀等)制造中仍占有较大比重。(2)新型细晶粒和超细晶粒硬质合金。硬质合金是高硬度、难熔的金属化合物(主要是WC,TiC等,又称为高温碳化物)微米级的粉末,用钴或镍等金属做粘结剂烧结成的粉末冶金制品。硬质合金是当前切削领域中应用最广泛的切削刀具材料,切削效率大约为高速钢的5~10倍。全世界硬质合金的产量增长极快,新材料、新牌号的硬质合金刀具不断出现,在全部刀具中的比重越来越大。但其工艺性差...
[ 2017 - 05 - 11 ]
钛合金抗高温氧化技术研究进展
钛合金抗高温氧化技术研究进展
钛合金因具有高强度、低比重等优异性能而被广泛应用于航空工业。目前,钛合金的使用量已经成为衡量飞机发动机是否先进的重要指标之一,由钛合金制备而成的转子盘、叶片已普遍使用于先进的航空涡轮发动机中。然而,在高温使用条件下,氧元素的扩散渗入会造成钛材的表面氧化,进而严重影响了钛合金的使用寿命。因此,如何提高钛合金的抗高温氧化性能成为当前研究热点。  钛合金的高温氧化1.1 纯钛的氧化   当温度在500℃以下时,纯钛的性能较为稳定,然而随着温度的继续升高,氧元素不断渗入到钛晶格中并与钛基体发生反应,在钛材表面生成大量的金红石结构的TiO2 氧化物。而金红石结构的TiO2 结构疏松且极易破裂,脱落,致使钛材重新暴露出新鲜表面,即纯钛材的高温氧化行为可看成为表面氧化膜的循环层状剥落。1.2 合金元素对钛合金氧化性能的影响    Al、Cr、Si 等合金元素的加入不仅会改变钛合金的力学性能,还会影响其抗高温氧化能力。其中,当钛中Al 元素的含量达到一定浓度后,亲氧性 Al 元素会优先与氧发生反应,在钛基表面形成一层连续、致密、稳定的Al2O3 氧化膜,进而对基体材料起到了较好的抗高温氧化作用。Cr 元素的存在一方面可以促进Al2O3 氧化膜的形成,另一方面含Cr 相的互溶区可形成一定的扩散层,当钛基覆盖有Al 防护涂层时,该扩散层可有效抑制Ti、Al 元素的互扩散,从而延长涂层的使用寿命。提高钛合金抗高温氧化性能方法2.1合金化   合金化即通过对钛合金的组分进行调整,进而改变了钛合金的组织形态及氧化膜形态以提高其抗高温氧化性能。然而研究表明, 当合金元素的加入量较小时,并未对合金的抗氧化性能起到影响,只有当合金元素加入量较高时,才会有较好效果。但是,过量的合金元素会严重影响合金的力学性能,无法满足航天用材的安全性能要求。因此合金化并不是理想的提高钛材抗高温氧化性能的方法。  1 抗高温氧化表面工程技术     对目前钛合金的抗高温氧化表面工程技术而言,根据防护性涂层与钛基体结合方式的不同,可分为扩散涂层与包覆涂层。扩散涂层与包覆涂层较合金化而言,均可在有效提高钛基抗高温氧化能力的同时又不破坏其整体力学...
[ 2017 - 05 - 11 ]
腐蚀的种类与不锈钢的耐腐蚀性
腐蚀的种类与不锈钢的耐腐蚀性
1、腐蚀的种类和定义        在众多的工业用途中,不锈钢都能提供今人满意的耐蚀性能。根据使用的经验来看,除机械失效外,不锈钢的腐蚀主要表现在:不锈钢的一种严重的腐蚀形式是局部腐蚀(亦即应力腐蚀开裂、点腐蚀、晶间腐蚀、腐蚀疲劳以及缝隙腐蚀)。这些局部腐蚀所导致的失效事例几乎占失效事例的一半以上。事实上,很多失效事故是可以通过合理的选材而予以避免的。        应力腐蚀开裂(SCC):是指承受应力的合金在腐蚀性环境中由于烈纹的扩展而互生失效的一种通用术语。应力腐蚀开裂具有脆性断口形貌,但它也可能发生于韧性高的材料中。发生应力腐蚀开裂的必要条件是要有拉应力(不论是残余应力还是外加应力,或者两者兼而有之)和特定的腐蚀介质存在。型纹的形成和扩展大致与拉应力方向垂直。这个导致应力腐蚀开裂的应力值,要比没有腐蚀介质存在时材料断裂所需要的应力值小得多。在微观上,穿过晶粒的裂纹称为穿晶裂纹,而沿晶界扩图的裂纹称为沿晶裂纹,当应力腐蚀开裂扩展至其一深度时(此处,承受载荷的材料断面上的应力达到它在空气中的断裂应力),则材料就按正常的裂纹(在韧性材料中,通常是通过显微缺陷的聚合)而断开。因此,由于应力腐蚀开裂而失效的零件的断面,将包含有应力腐蚀开裂的特征区域以及与已微缺陷的聚合相联系的“韧窝”区域。        点腐蚀:是一种导致腐蚀的局部腐蚀形式。        晶间腐蚀:晶粒间界是结晶学取向不同的晶粒间紊乱错合的界城,因而,它们是钢中各种溶质元素偏析或金属化合物(如碳化物和δ相)沉淀析出的有利区城。因此,在某些腐蚀介质中,晶粒间界可能先行被腐蚀乃是不足为奇的。这种类型的腐蚀被称为晶间腐蚀,大多数的金属和合金在特定的腐蚀介质中都可能呈现晶间腐蚀。        缝隙腐蚀:是局部腐蚀的一种形式,它可能发全于溶液停滞的缝隙之中或屏蔽的表面内。这样的缝隙可以在金属与金属或金属与非金属的接合处形成,例如,在与铆钉、螺栓、垫片、阀座、松动的表...
[ 2017 - 05 - 11 ]
奥氏体不锈钢的前世今生
奥氏体不锈钢的前世今生
在20世纪30年代起,为了提高抗酸腐蚀,尤其是抗硫酸腐蚀的能力,奥氏体不锈钢中的钼、铬含量不断提升,并逐渐开发出超级奥氏体不锈钢。在法国和瑞典, 人们开发了含20%Cr-25%Ni-4.5%Mo-1.5%Cu的合金, 并被命名为904L。而在美国则按相似的方法研制出了含20%Cr-30% Ni-2.5%Mo-3.5%Cu的20号合金。20号合金与904L的开发为超级奥氏体不锈钢的发展奠定了基础。20世纪50年代,瑞典的阿维斯塔钢首次生产出了用于特殊环境下的含6%钼不锈钢。其主要合金含量为: 16.5%Cr-30%Ni-6%Mo,这也就是后来254SMO的雏形。美国也于七十年代初期研制出了AL-6X。其主要合金含量为: 20%Cr-25%Ni-6%Mo。这一钢种的主要用途是电厂中用海水冷却的薄壁冷凝管道。高的合金含量使这种不锈钢容易产生金属中间相的析出, 因此妨碍了厚壁型材或管材的制造。七十年代初AOD技术革新使合金元素的添加过程得到了更好的控制,特别的氮的添加和控制,清除有害微量元素的过程也得到了很大的改进,这些均为制造更高合金化的超级奥氏体不锈钢打下了基础。1976年, 瑞典阿维斯塔钢铁有限公司研制出一种新型的含6%Mo不锈钢,即Avesta254SMO, 同时还获得了专利。由于氮的加入使得金属中间相的沉淀变得更加缓慢, 因此有利于较厚材料的生产, 如中厚板和厚壁管材。同时, 它的抗腐蚀性和机械性能也得到了很大的提高。含6%Mo超级奥氏体不锈钢的共同特点就是它们都具有非常高的抗点蚀和抗缝隙腐蚀能力。因此, 一直广泛地应用于海上及脱盐工业、海水处理、烟气脱硫等装置中。Avesta 254SMO的出现, 标志着6Mo超级奥氏体不锈钢工业化和商业化的开始。20世纪八十年代, 瑞典和德国都曾开发出了含有较多铬、锰和钼并且氮含量很高的合金。典型的钢种是654SMO,含有约3%Mn、0.5%N、7%Mo。654SMO是一种含7%钼的超级奥氏体不锈钢, 其防腐能力与最好的镍基合金相当。Avesta654SMO的出现,是奥氏体不锈钢发展史上一个里程碑。当前,超级奥氏体不锈钢因其高耐腐蚀性能、高强度、高韧性以及优良加工性能与成本优势,在化工、海工等领域得到广泛的应用,在某些领域甚至取代了镍基耐蚀合金以及钛合金,将成为特材中非常重要的一类材料。
[ 2017 - 05 - 11 ]
添加剂制造的 Inconel®625 合金在 700°C 下的固态转变 (一)
添加剂制造的 Inconel®625 合金在 700°C 下的固态转变 (一)
一、简介Inconel®625 (IN625) 是一种镍基固溶体高温合金,具有通过 Nb/Mo 溶质强化的 Ni-Cr 基体 [1]。 IN625具有高强度、高断裂韧性和良好的耐腐蚀性能,在船舶和能源行业有很多应用,例如涡轮发动机部件、燃料和排气系统以及化学加工部件。 IN625还具有优良的焊接性和抗热裂性。这些特性使 IN625 成为各种增材制造 (AM) 技术[2-7] 的近期新进展中的主要合金,在当今使用的 5500 多种合金中,只有少数现有合金符合 AM 强加的严格的可印刷性标准 [8] ]。可印刷性代表了 AM 的固有和基本挑战。与这一挑战相关的一个核心问题是在快速凝固和随后的热循环过程中产生的残余应力,局部冷却速率高达 1×106°C/s 到 1×107°C/s [9]。例如,AM IN625 上的中子衍射测量表明,在单个组件内,残余应力变化可高达 1 GPa [6,10]。这种量级的残余应力会导致零件变形,引入致命缺陷,并对制造零件的机械性能和性能产生不利影响 [11,12]。虽然已经开发了多种策略来减少制造过程中引入的残余应力,例如优化扫描模式 [13,14] 或加热基板 [15],但消除应力热处理仍然是较常见和比较可靠的方法以减轻残余应力。与 AM 相关的另一个普遍现象是微隔离 [16,17]。在传统的制造过程中,宏观偏析表现为从毫米到厘米甚至米的长度尺度上的成分变化 [18]。 AM 中熔池的有限尺寸会产生更多局部微偏析,这主要是由于合金元素在液相和固相基体相中的溶解度不同。在镍基高温合金(如 IN625)中,微观偏析导致难熔元素(例如 Mo 和 Nb)在枝晶间区域附近的高浓度 [19]。分配系数 k,定义为枝晶中心和枝晶间区域的质量浓度比,描述元素偏析的程度。在 IN625 焊缝中,Mo 和 Nb 的 k 值通常分别为 0.95 和 0.50 [20]。在使用粉末激光床融合 (PLB-F) 制造的 AM IN625 中,热力学模拟预测 Mo 和 Nb 的 k 值分别约为 0.3 和 0.1 [19]。换句话说,与传统焊接工艺相比,增材制造可能导致更局部和更极端的元素偏析。消除残余应力的需要和微偏析的存在会对微观结构控制和优化产生不利的影响。 AM IN625 就是一个很好的例子,因为它的局部成分...
[ 2021 - 10 - 09 ]
添加剂制造的Inconel®625 合金在 700°C 下的固态转变(二)
添加剂制造的Inconel®625 合金在 700°C 下的固态转变(二)
我们构建了一个散射模型来描述基于这些观察的散射数据,如图 7a 所示。以原位实验 630 分钟采集的 USAXS 数据为例,该模型由两个部分组成。第一个分量是散射基线,它是在热处理前在室温下在相同的样品体积上获得的。第二个分量代表源自 δ 相沉淀物的过度散射。如前所述 [21],我们使用类似于具有两个散射级别的统一小角度散射方法的分析方法描述了这种过度散射 [48]。总之,这个双分量模型通过整个数据序列很好地描述了原位 SAXS 数据。图 7. (a) 本工作中使用的 SAXS 模型的说明。 数据是在 700°C 的热处理过程中在 630 分钟时获得的。 超调散射包括两部分:(1) 散射基线和 (2) δ 相沉淀的过度散射。 (b) δ相沉淀物的平均直径(主要尺寸)和厚度(次要尺寸)随时间的演变。图 7b 显示了 700°C 时δ 相沉淀物的平均厚度(小尺寸)和直径(大尺寸)随时间的演变。厚度和直径表现出类似的趋势,最初快速增加,然后逐渐增加。热处理结束时,平均厚度和直径分别为 34 ± 2 nm 和 154 ± 7 nm。这些值明显小于在 870°C 下 10 小时后从 AM IN625 获得的值,其中平均厚度和直径分别为 52 ± 5 nm 和 961 ± 94 nm [21],再次表明在700℃。在典型的残余应力热处理的背景下,在 870°C 下热处理一小时后,平均厚度和直径分别为 45 ± 4 nm 和 424 ± 40 nm [21];在 800 °C 下进行两小时热处理后,平均厚度和直径(取决于构建条件)分别介于 61 nm 至 77 nm 和 416 nm 至 634 nm 之间 [24]。换句话说,在 700°C 下进行长达 10 小时的应力消除热处理会导致 δ 相沉淀物明显小于 AM 625 典型残余应力热处理过程中产生的沉淀物。值得注意的是,在 870°C 观察到的 δ 相析出物的连续粗化在 700°C 时并不明显,这表明在 700°C 下对显着粗化的稳定性,这可能是由于由弹性能提供的稳定性。被沉淀物包围的应变场 [49]。在 700 °C 的长时间热处理过程中,δ 相析出物的有限生长是很...
[ 2021 - 10 - 06 ]
轴裂纹转子动力学
轴裂纹转子动力学
产品介绍   航空燃气轮机和涡轮机振动诊断的重要方向是建 模诊断。建模提供了一个机会,将某些机器缺陷的存 在与振动信号中存在的迹象联系起来。其中一个缺陷 是航空发动机和涡轮机轴出现裂缝是不允许的。因 此,诊断系统重要的任务是及时检测裂纹并预测其 进展。转子中出现裂纹,导致局部刚度降低。刚度损失 的值取决于裂纹的几何特性。如果施加重力等静载 荷,转子旋转时裂纹打开和关闭。因此,轴的刚度每 一个周期都会发生变化。转子系统的裂纹导致振动信 号[1]发生以下变化: · 由于刚度降低引起的静态偏转的增加,转速1 倍谐波振幅增加。 · 由于转子刚度不对称,转速的2倍分量的外 观。 · 由于裂纹的周期性开闭而旋转的3х转速部件 的出现。该数学模型的主要任务是考虑尽可能多的因素, 描述裂纹发生部位刚度局部变化的值和规律。 有几种方法可以模拟裂缝。在较简单的情况下, 通过降低整个轴[2,3,4]的径向刚度来模拟裂纹。在其 他情况下,发生裂缝的轴部分被等效的梁元件所取 代。计算这些元素的刚度矩阵的系数,考虑裂缝和变 化的每个周期。在工作中,利用考虑裂纹的梁截面的 惯性矩计算有裂纹的梁构件的刚矩矩阵。在工作中, 根据固体破坏力学方程计算了该元素的[6]刚度矩阵。 可通过连接轴位置的边界部分来模拟裂纹,并给出裂 纹力矩刚度[7,8]。 当转子旋转时,根据其开关的不同而产生的裂纹 刚度的变化,可以用不同的数学方法来描述。在最简 单的情况下,可以假设裂纹只有两个位置:完全 打开或完全关闭,阶跃函数可以用数学方法来描述其 刚度变化[4]。Work[3]描述了最广泛的刚度变化模 型。其中之一是加斯奇方程。刚度的变化取决于静力 相位和裂纹相位之间的夹角,由傅里叶级数的17次谐 波描述。同一篇文章给出了梅斯和戴维斯方程,其中 刚度随角度根据余弦定律而变化。在杨模型中,刚度 随余弦...
[ 2021 - 08 - 09 ]
Inconel®718合金
Inconel®718合金
迄今为止,Inconel®718是一种镍基高温合金。数十年来,尤其是在航空领域的高温应用中。这是1962年由Herb Eiselstein为Huntington Alloy [4]开发的,这是他的第一个产品。    它很快被用于飞机发动机零件。该合金的冶金学,因此,现在众所周知。 Alloy 718微结构的典型示例。   图1.4显示了工作温度下的工作温度。在工作温度下,合金为它包括以下阶段:-(面心立方结构)奥氏体矩阵γ构成结构合金颗粒。-正交晶结构DOa的δ金属间相的析出及化学组成Ni3Nb)根据扩展关系(010)δ与基体半相干// {111}γ和[100]δ//γ[5]通常沿着晶界以以下形式存在: 如图1.4a所示插入,但它也可能显示为球形取决于合金的热机械历史[6,7]。-γ00相沉淀(中间二级结构DO22和Ni3Nb的化学性质)主要提供沉淀硬化(或时效硬化)合金。根据该关系,相在γ矩阵中相干地析出。以下是{100}γ00// {100}γ和[001]γ00//γ的扩展。 γ00相为亚稳态并趋于发展成稳定的形式,以延长暴露于温度下的时间使(≈650℃),相δ[8,9]。本质上是这种转变相将合金的使用温度限制为最高650°C。-γ0相沉淀(具有简单的立方结构L12和化学成分Ni3(Ti,Al))存在于球形颗粒内的精细分散状态(见图1.4b),但对合金的硬化影响很小。与γ00相比[10]。-在处理过程中析出在固化过程中产生的MC型一次碳化物(铌或钛的碳化物)和M6C型二次碳化物。随后的热量少量存在并且孤立地存在于微观结构中。因此,它们对微观结构的变化没有显着影响。在锻造阶段进行干预。但是,它们可能会产生重大影响合金的机械性能,尤其是疲劳强度[11,12]。(A)(b)图1.4-a)Inconel 718在工作温度(最高650℃)下的显微组织识别并分配相位γ,δ,γ0,γ00。 b)降水证据细颗粒中的Γ0/γ00,例如a)中黄色矩形所示的区域。1.1.4获取磁盘的过程    从初始半成品(Alloy 718 CD)获得(Alloy 718 CD的主要步骤空白)到完成的零件,如图1.5所示。其中,锻造步骤它包括形成一件(一件坯料已被加热过(图1.5中的步骤1和2)。图1.5-此...
[ 2021 - 03 - 02 ]
燃气轮机叶片单晶高温合金的多尺度建模
燃气轮机叶片单晶高温合金的多尺度建模
燃气轮机叶片的单晶高温合金的多尺度建模燃气轮机广泛用于发电以及飞机和船舶的推进。它们最重的零件,即涡轮转子叶片,是由单晶镍基高温合金制成的。这些材料优异的高温性能归因于两相复合微观结构,该结构由包含大量g'-颗粒(Ni3Al)的g-基体(Ni)组成。在使用过程中,最初的长方体沉淀物通过称为漂流的基于扩散的过程演化为细长板。在这项工作中,开发了一种微机械的本构框架,专门考虑了微结构的形态及其演化。在拟议的多尺度方法中,宏观长度标度表征了通常应用有限元(FE)计算的工程水平。介观长度尺度代表归因于宏观材料点的微观结构的水平。在这种长度尺度下,该材料被认为是两个不同相的混合物,它们构成了专门设计的晶胞。微观长度尺度反映了各个材料相的晶体学水平。在此级别上定义了这些阶段的本构行为。拟议的单元格包含特殊的界面区域,其中塑性应变梯度被认为是集中的。在这些界面区域中,会产生由应变梯度引起的背应力以及源自两相之间晶格失配的应力。晶胞的有限尺寸和微机械简化使得该框架在多尺度方法中特别有效。晶胞响应是在宏观FE代码内的实质点级别上以数字方式确定的,这在计算上比详细的基于FE的晶胞离散化要有效得多。通过使用非局部应变梯度晶体可塑性模型来模拟基体相的本构行为。在该模型中,界面区域的应变梯度引起的几何必要位错(GND)的不均匀分布会影响硬化行为。此外,特别是对于感兴趣的两相材料,硬化定律包含与Orowan应力有关的阈值项。对于沉淀相,iv总结爬升的机理被纳入模型。此外,还实现了Ni3Al-金属间化合物的典型反常屈服行为和其他非Schmid效应,并证明了它们对超合金机械响应的影响。接下来,提出了一种损坏模型,该模型将与时间有关的和周期性的损坏整合到了通常适用的按时间递增的损坏规则中。引入了基于Orowan应力的判据,以在微观水平上检测滑移逆转,并使用位错环固定机制量化了循环损伤的累积量。此外,模型中包含了循环损伤和时间依赖性损伤累积之间的相互作用。各种负载条件下的仿真结果均与实验结果充分吻合。通过为几个微观结构尺寸定义演化方程,可以对漂流和粗化过程进行建模。这些方程式与内部能量的减少是一致的,内部能量的减少通常被认为是降解过程的驱动力。模拟了降解材料的机械响应,并与实验观察到的趋势找到了足够的一致性。最后,通过将模型应用于燃气轮机叶片有限元分析,证明了多尺度能力。这表明,微观结构的变化...
[ 2021 - 02 - 26 ]
【Invar应用】钟表摆轮游丝
【Invar应用】钟表摆轮游丝
自从可携带式钟表发明以来,以摆轮+游丝的振动系统模式就已经确定了下来。机械钟表都是以摆轮游丝组件作为振动系统来产生标准时间信号的,本篇将描述摆轮游丝系统的发展简史。自17世纪那场著名的“航海天文钟”比赛起,英国钟表曾经是世界上最好的。早期的英国表的摆轮游丝系统是一个金属的闭合光摆配合铁基做成的平游丝(发蓝),也就是荷兰科学家惠更斯发明的摆轮游丝钟的缩小版。通常,高级的英国表的摆轮是由贵金属制造(k金)以增加摆轮的惯量,可以达到走时准确的目的。就以现在留存的这些珍贵钟表看,每日的走时误差大约会在5分钟内。 1896年瑞士物理学家夏尔·爱德华·纪尧姆(C. E. Guillaume)发明了一种合金,这种合金在磁性温度即居里点附近热膨胀系数显著减少,出现所谓反常热膨胀现象(负反常),从而可以在室温附近很宽的温度范围内,获得很小的甚至接近零的膨胀系数,这种合金的组成是64%的Fe和36%的Ni,呈面心里方结构,其牌号为4J36,它的中文名字叫殷钢,英文名字叫因瓦合金(invar),意思是体积不变。这个卓越的合金对科学进步的贡献如此之大,致使其发现者(瑞士物理学家纪尧姆)为此获得1920年的诺贝尔物理学奖,在历史上他是第一位也是唯一的科学家因一项冶金学成果而获此殊荣。这项发明很快便运用到钟表里面,双金属截断摆轮已经成为历史,因为由因瓦合金制造的游丝不需要摆轮来进行温度变化补偿了。(这种摆轮还留有用于微调位差的螺丝但是摆轮本体已经使用因瓦合金)人们渐渐发现,甩掉了摆轮上沉重的螺丝后,频率可以提高到前所未有的速度,光摆再次回到人们的眼前,而频率记录也在不断的刷新,从原始的1\2秒,1\4秒,在短时间内迅速提高到1\6,1\8,1\10甚至不可思议的1\100秒!钟表的准确度再一次被提高。
[ 2017 - 01 - 18 ]
增材制造技术发展
增材制造技术发展
计算机增材制造技术,俗称3D打印技术,是一种基于三维CAD模型数据,通过增加材料逐层制造的加工技术。相对于传统的材料切、削、磨等加工技术(被称为减材制造),增材制造是一种“自下而上”的制造方法。采用增材制造技术制作的铝合金水泵转子增材制造设备与现代微机技术紧密相关,它由零件的三维数据驱动,设备接受三维数据之后,转换为加工步骤,从而直接制造零件。同时随着计算机软硬件技术的发展,增材制造技术内涵仍在不断深化,类型也不断扩展。当前增材制造技术主要有以下几种实现途径: 1、光固化打印,这是采用紫外线在液态光敏树脂表面进行扫描,每次生成一定厚度的薄层,从底部逐层生成物体。光固化打印的优点是原材料的利用率高(接近100%),尺寸精度高,表面质量优良,可用于制作结构复杂的模型,并且打印设备尺寸、重量较小,缺点是原材料种类有限。2、选择性激光烧结打印,即采用高功率的激光,对粉末加热使其烧结成型。选择性激光烧结工艺的优点是材料范围广,除可烧结塑料、尼龙。聚碳酸酯等非金属材料,还可打印金属材料,且打印时无需支撑,打印的零件机械性能好、强度高。缺点是粉末状材料比较松散,打印精度较难控制,且打印设备价格昂贵。3、熔融沉积打印是采用热融喷头,使塑性材料熔化后从喷头内挤压而出,并沉积在指定位置固化成型。即类似于“挤牙膏”的过程。这种打印方式价格低廉、体积小、操作难度相对较小,适合于家用和办公室打印,缺点是成型件表面有明显的条纹,产品层间的结合强度低、反应速度慢。4、3D打印,这是采用类似喷墨打印机喷头的工作方式,这种工艺与选择性激光烧结十分类似,只是将激光烧结过程改为喷头粘连,光栅扫描器改为粘接剂喷头。3D打印的优点是打印速度快、成本较低,缺点是打印出来的产品机械强度不高。增材制造技术实用化之后,迅速被运用于多个领域。在军事领域,增材制造技术首先在航空航天领域得到应用,随后开始向海军装备制造领域推广。目前,增材制造技术的使用方向主要有:小型关键零件的制造,尤其是传感器的制造,可利用电子束熔化处理合金后逐层烧结,以获得传感器基本结构,兼顾性能和制造成本。 光固化打印增材制造过程增材制造技术还可用于复杂模具与设计模型的制造。采用三维喷墨打印技术,只需要设计出待打印样品的三维CAD文件,使产品从设计到制作完成时间从原来的25周缩短到10周。用于军事装备的修复。这是当前增材制造技术...
[ 2017 - 01 - 10 ]
常用特种金属材料的耐腐蚀特点及应用大盘点
常用特种金属材料的耐腐蚀特点及应用大盘点
随着国内经济的快速发展尤其是化工行业的技术改造升级的加快,特种金属材料在国内的应用越来越广泛,尤其是在石油、化工等相关行业,对生产设备的材料也提出了越来越高的防腐要求。钛及钛合金中国钛合金的生产与国外基本同步,但其推广应用要落后一些,尤其是民用。同时由于近几年来国外走私钛材及一些设备加工企业的无序竞争,一些不具备生产能力的企业以及一些中小乡镇企业采用劣质材料或以次充好也在一定程度上扰乱了钛设备市场,使设备使用厂家谈‘钛’色变,因此这种状况也对中国的钛设备行业的发展起到一定阻碍作用,须引起相关管理部门的注意,并且也应成为正在发展的其他特材的前车之鉴。1 钛材的耐腐蚀特点钛是具有强烈钝化倾向的金属,在空气中和氧化性或中性水溶液中能迅速生成一层稳定的氧化性保护膜,即使因为某些原因膜遭破坏,也能迅速自动恢复。因此钛在氧化性、中性介质中具有优异的耐腐蚀性。由于钛的巨大钝化性能,在许多情况下与异种金属接触时,并不加快腐蚀,而可能加快异种金属的腐蚀。如在低浓度非氧化性的酸中,若将Pb、Sn、Cu或蒙乃尔合金与钛接触形成电偶时,这些材料腐蚀加快,而钛不受影响。而在盐酸中,钛与低碳钢接触时,由于钛表面产生新生氢,破坏了钛的氧化膜,不仅引起钛的氢脆,而且加快钛的腐蚀,这可能是由于钛对氢有高度的活性所致。钛中的含铁量对某些介质中的耐腐蚀性能有影响,铁增多的原因除原材料的原因外,常常是焊接时沾污的铁渗入焊道,使焊道中局部含铁量增高,这时腐蚀具有不均匀的性质。使用铁件支撑钛设备时,铁钛接触面上的铁沾污几乎是不可避免的在铁沾污区腐蚀加速,特别是在有氢存在的情况下。当沾污表面的钛氧化膜发生机械损坏时,氢就渗入金属,根据温度、压力等条件,氢发生相应的扩散,这使钛产生不同程度的氢脆。因此钛在中等温度和中等压力和含氢系统中使用要避免表面铁污染。在一般情况下,钛不会发生孔蚀。钛还具有抗腐蚀疲劳稳定性。钛耐缝隙腐蚀性能较好,尤其是Ti-0.3Mo-0.8Ni及Ti-0.2Pd合金,因此Ti-0.3Mo-0.8Ni及Ti-0.2Pd合金广泛用于容器设备的密封面材料,以解决设备密封面缝隙腐蚀问题。   2 钛材的应用由于钛材的优良耐腐蚀性能,钛材广泛应用于石油、化工、制盐、制药、冶金、电子、航空、航天、海洋等相关领域。钛对大多数盐溶液来说具有优异的耐蚀性,如钛在氯化物溶液中比高铬镍钢耐蚀,并无孔蚀现...
[ 2016 - 12 - 21 ]
蓝铸粉末冶金技术可以较大限度地挖掘各类材料性能的潜力!
蓝铸粉末冶金技术可以较大限度地挖掘各类材料性能的潜力!
众所周知,随着喷气技术发展起来的高温合金,是一类成份较复杂、技术含量很高、对现代航空产生了极大影响的高温结构材料。如前所述,由于采用现代粉末冶金工艺而发展起来的粉末冶金高温合金又把该类材料提高到了一个全新的水平。粉末冶金高温合金在航空发动机制造,特别是在先进发动机涡轮盘制造方面已牢牢地确立了自己的优势地位。在这方面,我国技术基础还很薄弱,已经制约了我国航空喷气技术的发展。 粉末冶金高速钢是另一个重要进展。例如,核电站热能主回路控制阀在极为苛刻的条件下工作,需要用高强度、高耐蚀双相沉淀硬化不锈钢锻制。由于体积大,形状复杂,成份偏析,开裂等原因,用一般铸锻方法无法制造,而采用惰性雾化制粉和热等静压、近净成形等殃代粉末冶金技术后,顺利地解决了这一难题,制得了无偏析、高性能产品,其中主阀体直径近1m,单件重量超过了900kg。类似的例子还可以举出很多,总之,现代粉末冶金技术可以较大限度地挖掘各类材料性能的潜力,它是制取各种高性能材料和极限条件下工作材料的十分有效的途径,从而保证或促进了一系列高新技术的发展。上海蓝铸特种合金材料有限公司是国内领先的合金材料生产商,通过冶炼、锻造、精密铸造、粉末冶金工艺,为用户一站式设备用材提供终端合金锻件、型材、铸件、粉末冶金制品等产品。公司从2005年成立,一直潜心镍合金、钴合金材料工艺研究和发展成型技术,致力于解决在复杂环境中材料增值技术的实际应用,有着坚实的材料开发基础和材料解决能力。丰富的产品线为用户提供多渠道的供货模式,实现产品较大化增值。公司现有四个事业部下有4条生产线。 1、真空雾化制粉生产线: 致力于金属球形粉末的专业化生产。金属球形粉主要应用于增材制造、MIM、喷涂。金属球形粉品种有:高温合金粉、不锈钢粉。我们合金粉末的纯度高、气体含量低、无偏析,流动性好而逐渐取代进口金属粉。 2、硅溶胶熔模精密铸造工艺生产线:采用真空铸造的硅溶胶工艺,使熔模铸造工艺在特殊合金方面得以延伸。公司摸索出离心真空精密铸造工艺、真空快速凝固工艺等使得合金材料铸件质量内部性能得以大幅提高,为用户提供低夹杂、无疏松、无偏析的高质量合金铸件产品。产品主要应用于在高温环境下高速旋转零部件(如高性能汽车涡轮增压器叶轮、高温风机叶轮等)、腐蚀环境下使用零部件(如石油石化、化工等行业使用的泵、阀)。 3、锻件及零部件生产线:通过真空冶炼、锻打、切割、...
[ 2016 - 12 - 07 ]
这些关于3D打印的常见说法,很多竟然是错的!
这些关于3D打印的常见说法,很多竟然是错的!
说法一: 3D打印机价格很高?从上个世纪八十年代到2000年,3D打印机一直只是被用作工业领域。但是现如今,普通消费级的高质量3D打印机已经走入了寻常百姓家,每个人都能以低于3000元的价格买到一台3D打印机。甚至,还有成本非常低的DIY3D打印机。而作为市面上一款非常普及的机型,弘瑞桌面级3D打印机H1+的价格才仅仅相当于一台苹果手机。说法二:3D打印机能制造枪支?3D打印一个枪不是不可能,但是这个过程比较复杂,而且很危险。一个3D打印的塑料枪,在材料的强度上还远远不够,打几发子弹后就可能会自行裂开,反而对使用者的安全造成了潜在的威胁。即便大家认同3D打印的枪是安全的,但是你知道成本有多高吗?首先,你需要买一台3D打印机,其次,你需要买耗材,最后,还要算上打印花费的时间,哦对了,还要购买子弹,把以上几点统统考虑进去,很多人可能会直接买一把真枪了。而且,3D打印枪支在很多国家还是被禁止的,下载真实的3D枪支模型还有可能被送去监狱。所以,枪支有危险,打印需谨慎。说法三:3D打印市场还不够稳定?根据现阶段,3D打印市场非常稳定的表现来看,未来几年3D打印机出货量还将持续增长,有权威机构预测,到2020年3D打印机出货总量将超过670万。说法四:3D打印机能打印人体器官?还不能。虽然科学家已经在努力,但问题的关键在于,人体器官的结构太复杂,而且有很多相互依赖共生的部分。现阶段科学关注的焦点还停留在,为简单的有机体打印简单的器官组织,并且受限于材料,很多打印出来的器官是不能直接应用于人体的。虽然3D打印机已经可以兼容很多材料,比如弘瑞3D打印机,能够非常流畅地打印柔性材料,但这种柔性材料跟可替代人体组织的软质材料还是不可相提并论的。说法五:3D打印能够用于大批量制造?在目前阶段,将3D打印技术用于大批量制造,其实并没有多大的意义。因为,3D打印这种制造方式还不够快速,而商业社会追求的是效率,使用3D打印去进行大批量的生产,会造成时间上的巨大浪费。但也有例外,比如当我们想定制个性化产品的时候,3D打印就是一个最好的方式。举个例子,助听器,其实就是一个高度定制化的产品,因为每个人的耳蜗结构都是不同的,使用3D打印就能够精确匹配每个人的耳部,是一种既便捷又经济的方式。说法六:使用3D打印机制作一件物品更快?普通的3D打印机虽然在打印速度上有了很大的提升,但是相比传统的制造方式来说...
[ 2016 - 11 - 29 ]
美国总统大选川普获胜,会对3d打印产生怎样的影响?
美国总统大选川普获胜,会对3d打印产生怎样的影响?
川普当选总统,将对3D打印有何影响?北京时间2016年11月9日可真是一个不平凡的一天。美国总统大选原定于中午12:00-13:00揭晓,但不料大选愈演愈烈,“川普领先,希拉里反超”的剧情上演,选举进入白炽化,美国四个洲甚至无法开票。朋友圈、Twitter、微博刷屏,小编也和吃瓜群众的心跟着大洋彼岸的直播一起忽上忽下。在大选之前小编就在考虑,新的美国领导人上台以后肯定会对美国的制造业的格局进行改变,川普或是希拉里上台后会对制造业产生哪些变革呢?尤其对我们新兴的3d打印制造业会有那些影响。小编记得,在2012年美国总统奥巴马发表国情咨文演讲力挺3D打印,奥巴马总统并且发起成立的先进制造业合作委员会。该组织划出了11个技术领域,认为这些领域将对制造业竞争力的决定起到关键作用,应当成为全国研发行动的重点。在这11个技术领域中,3D打印就是其中一个,并且奥巴马也在多个场合提及该技术。小编觉得,中国的高速发展,一定揪住了美国的蛋蛋,让美国有点不淡定了,反应这么大。现在奥巴马任期即将结束,大选获胜的川普作为新的一届美国领导人即将上台,他是否会对之前的奥巴马提出的制造重新回归美国的政策进行改变呢?现在我们都不得而知,但是小编接下来就通过在之前川普公开场合的演讲和他的执政政见来大胆预测一下,看看川普会对美国制造业有什么样的态度,当然着重来预测对3d打印这样新兴行业的态度。其实美国人民正越来越关注制造业。民主党总统候选人希拉里和共和党总统候选人特朗普都表示,最好的创新、繁荣、创造高收入工作机会的办法就是在美国生产更多的产品。所以说特朗普和希拉里不管是谁赢得了美国大选,将都会重整美国制造业,增加美国就业人口,带动美国经济和制造业的回归。当然3d打印为先进制造业的代表之一,如果3d打印在美国实现高速增长,和关键技术的突破,那么肯定会对美国制造业产生带动巨大作用。虽然美国的3d打印技术目前处于领先地位,但是作为世界工厂的中国,随着经济、科研实力、综合国力高速发展,并且提出了工业4.0和中国智造2025等重大举措,加大了在新兴技术和科研开发的投入,所以将会与美国之间的技术差距不断缩小。如果中国在智能制造上去追平美国,而国内的传统制造与智能制造相结合,将大幅降低制造成本,缩减制造时间,那么美国真的就"急眼"了。奥巴马政府所提出的“让制造业回归美国”梦想真的就破灭了。小编发现...
[ 2016 - 11 - 18 ]
核电站设备主要金属材料
核电站设备主要金属材料
1 核岛用金属材料概述不同堆型,其结构和用途虽有所不同,但实现可控制核裂变反应的过程是相同的,都需要燃料元件、堆内构件、控制棒、反射层、冷却剂和慢化剂(快堆除外)以及包容它们的压力容器或压力管道等,因而需要各种各样的材料来制造相关部件,以实现核能向热能、热能向电能的安全、高效率的转化。按照相关设备部件服役工况或使用功能的不同,核电设备可分为核一级、核二级、核三级和非核级。有核级要求的设备,一般即称其所用材料为核电关键材料。核电常用的关键材料大体可分为碳钢、不锈钢和特殊合金,若进一步细分,则有碳(锰)钢、低合金钢、不锈钢、锆合金、钛铝合金和镍基合金等,按品种则有铸锻件、板、管、圆钢、焊材等等核反应堆的发展,从开始就包括了材料的开发与优化,材料的发展很大程度上决定了核反应堆发展的成熟度。因为核电具有新的热传导条件及特殊的环境条件,如辐照或冷却剂腐蚀等,要求所用材料必须能适合这些应用条件;强调材料的另一原因是,核电站系统比常规电站有更高的安全要求。由于我国目前正在建造的主要是第二代成熟的1000MW压水堆核电站,同时也在通过技术引进并吸收国外先进技术以发展先进的第三代1000MW堆核电站。因此,本文以压水堆核电站为例,对其不同设备的用材做一简单介绍。在压水堆核岛中,主要设备除反应堆及压力容器外,还有蒸汽发生器、反应堆冷却剂主泵机组、稳压器及主管道等。由于这些部件在核岛内的位置、作用和工况不同,故材料的使用要求和环境条件也不尽相同,不同程度地存在辐照或酸腐蚀等;不仅要考虑常规的一些要求(如强度、韧性、焊接性能和冷热加工性能),而且须考虑辐照带来的组织、性能、尺寸等变化,如晶间腐蚀、应力腐蚀、低应力脆断、材料间的相容性、与介质的相容性以及经济可行性等。为便于从它们的服役特点中理解每个部件的功能、选择依据,下面将压水反应堆核岛内重要金属部件的工况、要求以及它们的所用材料体系简述如下。2 压水堆零/部件用金属材料包壳是指装载燃料芯体的密封外壳。其作用是防止裂变产物逸出和避免燃料受冷却剂的腐蚀以及有效地导出热能,在长期运行的条件下不使放射性裂变物逸出。工况最为苛刻:内受裂变产物、外受冷却剂腐蚀和温度、压力的作用,并受到强烈的中子辐射和冷却剂的冲刷、振动以及内应力、热循环(开、停堆时)应力和燃料肿胀等作用。因而,包壳材料应有以下性能:热中子吸收截面小、感生放射性小、半衰期短...
[ 2016 - 11 - 08 ]
预合金粉末制造方法及其特点
预合金粉末制造方法及其特点
高压雾化法预合金粉末高压雾化法是按照设计好的胎体配比,在烧结之前预先将各种成分的金属熔炼成合金,然后雾化喷粉,得到所需粒度的胎体粉末。雾化法可采用水雾化或气体雾化。气体雾化可用空气、氮气或氩气等气体,冷却速率快,粉末晶粒细,粉末收得率高,成本低。通过调节喷嘴几何尺寸,控制雾化介质及其他工艺参数,可获得一定尺寸与形状(球状或不规则形状)的金属粉末。湿法冶金法湿法冶金法是将金属离子在水中溶解.合金中的不同元素金属(如钴、铜、铁亚盐溶液)按正确的比例混合于溶液中形成金属盐,然后沉淀经还原而获得很细的金属合金粉末,其粒度在10μm以下,形状为似球形的多孔团聚体,具有很好的流动性、压制性与良好的烧结性能,烧结温度低、硬度高、韧性好,对金刚石有很好的把持力,制成的金刚石工具切割很好。机械合金化法机械合金化法是将两种或两种以上的金属粉未放置在高能球磨机内,通过粉未颗粒与磨球之间长时间激烈地冲击、碰撞,使粉末颗粒反复产生冷焊、断裂,使粉末颗粒中原子扩散,从而获得合金化粉末。优点预合金粉末由于每个粉末颗粒都包含组成合金的各种金属元素,因此预合金粉成分均匀性相当好。由于其共熔点比合金中单元素熔点要低得多,在烧结过程中,只要温度达到预合金粉末的液相线以上一点时,整个黏结金属成分的粉末熔化,所以预合金粉末烧结涅度低,使用预合金粉末有以下显著优点:(1)预合金粉刀头比机械混合粉末刀头元素分布均匀,从根本上避免了成分偏析;(2)预合金粉合金化充分,组织均匀,大大提高了烧结制品的抗压、抗弯强度,易于满足金刚石制品胎体性能要求;(3)由于预先合金化大大降低了烧结过程中金属原子的扩散所需的激活能,降低了烧结温度, 缩短了烧结时间,可避免金刚石高温损伤;(4)绕结温度低.降低了能耗,有利于降低成本;(5)减少了石墨模具消耗,也有利于降低成本;(6)预合金粉抗氧化能力强,烧结性能好;(7)预合金粉胎体具有高硬度和高冲击强度;(8)预合金粉可据高对金刚石的把持力,金刚石突出高,从而提高金刚石工具的锋利度,延长工具的使用寿命 ;(9)在切割性能相同的情况下,使用预合金粉可降低金刚石浓度15%~20%,使生产成本更低廉。特点钴具有很多的优越性能.如对金刚石的把持力较好,良好的烧结性能,产品密度高,与其他金属粉末的相容性较好,在金刚石工具预合金粉末中得到了广泛应用,但由于其价格昂贵,供货渠道不稳定,以及在航空航...
[ 2016 - 10 - 12 ]
快来学学如何鉴定好的金属粉末方法吧
快来学学如何鉴定好的金属粉末方法吧
金属粉末是金属3D打印技术发展的重要基础,尤其是粉床熔融(烧结)增材制造。目前对于金属粉末的研究主要集中在钛合金、不锈钢、镍基高温合金。金属粉末的发展程度一定程度上制约着金属增材制造技术的发展。本文就金属粉末主要考虑的参数及测定方法进行阐述:1. 化学元素对于3D打印用金属粉末纯净度要求很高。除测定主要元素及杂质元素外,对原材料的氧、氮、氢含量也有要求。测定方法:由于测定方法众多,本文在此以钛合金为例说明:光谱分析仪测定钛合金中Fe、Al、V等元素;以惰性气体熔热传导/红外线原理的氧氮氢分析仪测定材料中氧、氮、氢含量;碳/硫分析仪测定原材料中碳元素含量,以上测定方法可综合使用。另外,还可采用能谱仪及X射线衍射仪定性或半定量对元素成分测定。2. 颗粒形状颗粒形状是指粉末颗粒的几何形状。可笼统的划分为规则形状和不规则形状。而颗粒的形状对粉末的流动性、送装密度以及烧结熔融过程的影响很大。通常情况下金属粉床熔融过程要求粉末球形度越高越好。测定颗粒形貌时常用表面形状因子、体积形状因子和比例形状因子。一般情况下,非球形粉末表面和内部结构疏松,导致打印件内部存在一定的气孔缺陷,而球形粉末在这一方面能较好的改善。测定方法:颗粒表面积观测设备可用扫描电子显微镜。3. 粒径及粒度分布通常用直径表示颗粒的大小称之为粒径。由于组成粉末的无数颗粒不属于同一粒径,因此需要用不同粒径的颗粒占全部粉末的百分含量来表征粉末颗粒的分布情况。表示不同尺寸的在一定尺寸区间的体积百分比。图1为呈正态分布的粒度分布图形。3D打印金属粉末粒度≤50mm。但一般工艺过程并非单独使用超细粉而是将细粉与粗粉配比使用,通过细粉填充道粗粉的空隙中,提高熔融/烧结密度,改善打印质量。粒度分布常用的测定方法方法特点粒度测定范围筛分法最简单,比较粗糙不能精确的分析或分析不准形状明显不等轴或颗粒细微的粉末以网目数表示,范围一般在32-400目显微镜法(光学/电子显微镜)操作比较繁琐,但可以观察颗粒的外表形态光学显微镜测定范围:0.8-150μm沉降分析法粉末取样多,代表性好,结果的统计性和再现性提高适应较宽的粒度范围:0.01-50μm激光法所需样品少、快速0.02-2000μm4. 松装密度松装密度是粉末试样自然地充满规定容器时,单位容积的粉末质量。一般情况,粉末粒度越粗松装密度越大。粗...
[ 2016 - 10 - 10 ]
3D打印技术如何“潜入”军事领域?
3D打印技术如何“潜入”军事领域?
备受瞩目的3D打印技术正在被悄悄地运用于军事领域。有关专家指出,社会生产方式决定武器装备生产模式,3D打印技术正在引发一场军事制造业的革命,变化的不仅是武器装备工艺研发模式,还有军队的保障方式。未来战争中,利用3D打印技术,无论是武器装备,还是军需物资,都可能实现“DIY”,即由作战人员在战地自助生产行动所需的装备物资。3D打印技术,是在计算机辅助设计数据的指引下,综合运用电子制图、远程数据传输、激光扫描、材料熔化等系列技术,将特定金属粉末或记忆材料按照电子模型图的指示一层层叠加起来,最终形成实物模型。据简氏集团网站2013年1月11日报道,美国陆军已将其第2个移动远程实验室部署到阿富汗地区。该实验室能通过使用3D打印机和计算机数字控制设备将铝、塑料和钢材生产加工成所需零部件,从而实现在战区内快速生产原型产品。与武器装备生产的传统工艺模式不同,3D打印技术集“概念设计”、“技术验证”与“生产制造”于一体。全球最大的3D打印机生产商Stratasys亚太区总经理乔纳森·嘉格隆指出,“凡是能够通过计算机三维设计出的东西,都能利用3D打印机制造出来。”这必将极大缩小武器装备从“概念”到“定形”的时间差,从而加快武器装备的更新周期。资料表明,歼-10飞机研发用了近10年时间,而运用3D打印技术后,我国在3年时间内就推出了舰载机歼-15,直接跨入第三代舰载战斗机方阵。在我国国防科技装备领域,目前,3D打印技术已被全面应用于歼-20隐形战斗机和歼-31第五代战斗机的研发中。有外媒惊呼,3D打印机正在制造空军发展的“中国速度”。除了能够提升武器装备的研发速度外,3D打印技术还能大幅降低武器装备的造价成本。传统的武器装备生产主要是做“减”法。原材料通过切割、磨削、腐蚀、熔融等工序,除去多余部分形成零部件,然后被拼装、焊接成产品。这一过程中,将有90%的原材料被浪费掉。美国F-22战机中尺寸最大的Ti6Al4V钛合金整体加强框,所需毛坯模锻件重达2796千克,而实际成形零件重量不足144千克, 材料的利用率仅为4.90%。相关专家指出,贵重材料的损耗已成为高科技武器装备造价居高不下的重要原因。与传统工艺不同,3D打印技术做的是“加”法。在武器装备及其配件生产过程中,无需原胚和模具,3D打印机可直接根据计算机图形数据,通过层层增加材料的方法“打印”出高精尖的武器装备与配件。由...
[ 2016 - 10 - 08 ]
3D打印金属零部件可直接用在赛车发动机上
3D打印金属零部件可直接用在赛车发动机上
3D Systems日前发表一部短片,内容分享了3D打印金属技术,用于严苛的赛车竞速环境中,不仅加速了开发的进程,即便是将3D打印机所制作的零件,直接用于全速奔驰的赛车上,也丝毫没有问题。English Racing是专业房车赛车的生产制造公司,以开发职业赛车辆闻名全球,短片提到车辆设计遇上了供油的问题,必须设计出完美的油料帮浦,为了达到这个目的,English Racing与Metal Technologies Inc.(MTI) 合作并采用了3D Systems ProX 300 金属直接打印技术,以解决上述的问题。由于赛车油料相关零件复杂,不易设计,且需在严苛的竞速环境下长时间运作,这些条件非常适合发挥3D金属打印技术的特性。据天工社了解,从设计到制作成品,过程仅需一天的时间就完成了。 透过了ProX 300所打印的零件,出乎赛车团队的预期,由于十分的精准且坚固耐用,经过了剧烈的振动下,零件必须承受极大的重量压力,测试后依然能够完美的运行。 传统的零组件制作方式必须透过五轴加工机制作,对CNC机床来说,制作赛车专用的高精密度帮浦零件难度极高,可能需要花上好几天的时间。金属3D打印的零件也表现得极为出色,设计开发的速度提升外,最重要的是预算也降低了,这是一件十分不容易的事情。转载自3D打印世界
[ 2016 - 09 - 08 ]
秒读金属3D打印粉末技术指标
秒读金属3D打印粉末技术指标
3D打印作为一种新兴的制造技术,近年来发展迅速。然而,对于工业级金属3D打印领域,粉末耗材仍是制约该技术规模化应用的重要因素之一。目前,国内尚未制订出金属3D打印用材料标准、工艺规范、零件性能标准等行业标准或国标。业内对于金属粉末的评价指标,主要有化学成分、粒度分布、粉末的球形度、流动性、松装密度。其中,化学成分、粒度分布是金属3D打印领域用于评价金属粉末质量的常用指标,球形度、流动性、松装密度可作为评价质量的参考指标。1、化学成分:金属粉末中各元素实际所占的质量百分比(wt. %)以上表为例,在该合金中Al元素的检测数据为6.25,表示Al元素在该合金所占的质量百分比为6.25%,其它元素质量百分比可以此类推。目前,金属化学成分检测应用最广的方法是化学分析法和光谱分析法。化学分析法是利用化学反应来确定金属的组成成分,可以实现金属化学成分的定性分析和定量分析;光谱分析法是利用金属中各种元素在高温、高能量的激发下产生的自己特有的特征光谱来确定金属的化学成分及大致含量,一般用于金属化学成分的定性分析。以上两种方法都要使用专业的检测设备,由专业的检测机构的人员完成。大部分铸态、锻造的金属的化学成分都有相应的行业标准或国标,以评价该金属的化学成分指标是否合格。然而,用于金属3D打印的粉末技术新颖,业内尚无相应的行业标准或国标,业内通常认可的评价方法是沿用该金属粉末对应的铸态标准,或在该标准的基础上双方协商放宽指标要求。对于金属3D打印而言,因为打印过程中金属重熔后,元素以气体形态存在,有可能在局部生成气眼等缺陷,影响工件致密性及力学性能。所以,对不同体系的金属粉末,氧含量均为一项重要指标,业内对该指标的一般要求在1500ppm以下,也即氧元素在金属中所占的质量百分比在0.13~0.15%之间,航空航天等特殊应用领域,客户对此指标的要求更为严格。部分客户也要求控制氮含量指标,一般要求在500ppm以下,也即氮元素在金属中所占的质量百分比在0.05%以下。 2、粒度分布:不同尺寸的金属粉末颗粒的在一定尺寸区间内所占的体积百分比的统计数据,此数据呈正态分布 以上图为例,金属粉末颗粒粒度分布结果中,d(10)=17.290μm,代表尺寸小于17.290μm的粉末体积所占比例不低于10%。以此可知,该粉末中,尺寸小于33.478μm的粉末比例不低于50%,小于57...
[ 2016 - 09 - 01 ]
3D打印闪耀里约,“3D打印奥运会”11月上海开幕
3D打印闪耀里约,“3D打印奥运会”11月上海开幕
奥运会是四年一度的重头大戏,全球几十亿观众都在关注着比赛的一举一动。作为全世界规模最大最受瞩目的综合性运动会,比赛的最终成绩不仅仅只是运动员之间实力的较量,来自外界的帮助也有着重要的影响。因此,各种高科技含量的运动装备在比赛中也很常见,前几年的“鲨鱼皮”是我们最熟悉的例子。而今年,3D打印则成为抢尽风头的新兴科技。  3D打印闪耀里约,科技助力“更高、更快、更远”人类,在奥运会中不断挑战自己极限。有了科技的帮助,运动员更是如虎添翼。3D打印因其个性化、定制化优势,成为各大品牌赞助商和运动员使用的“大杀器”。那么,今年的里约奥运会中有哪些关于3D打印的运用呢?具有“短跑女皇”之称的著名美国女飞人Allyson Felix与耐克合作,借助3D打印技术来打造一双专门满足她比赛需求的全新跑鞋。设计阶段,耐克公司的设计总监决定先优化鞋底反弹性,从而让运动员每一步都能获得更快的速度。为了让鞋子更加贴合Allyson Felix的脚型,开发团队专门制作了一双尺寸9.5,宽度AA的鞋楦(即鞋的成型模具)。为了平衡灵活性与美感,耐克还专门采用了3D打印技术之一的选择性激光烧结(SLS)。耐克公司今年也为许多运动员提供抗空气阻力运动服,帮助短跑运动员减少空气阻力,甚至对于长跑运动员成绩提升也有帮助。设计过程,主要依靠的还是风洞测试和3D打印原型设计。法国自行车联盟,和Erpro&Spirit、S2A公司共同开发合作,为法国自行车运动员们定制了3D打印的车把。这些把手的结构提供了非常高的刚性,同时也大大减轻了自行车的重量。在赛道上,这些自行车的最高速度可达大约80公里/小时。今年的里约奥运会上,3D技术的应用程度更是前所未有。这种势头甚至发展到了残奥会(9月7-18日)上,届时德国自行车选手Denise Schindler将穿戴3D打印假腿上阵,而宝马设计团队的3D打印竞速轮椅也将大放光彩。   “更精、更稳、更快”, “3D打印奥运会”11月上海开幕3D打印在里约奥运会出尽风头, 赚足了眼球。可是,这只是3D打印的在体育竞赛中“小试牛刀”。3D打印更加广泛应用在医疗、航空航天、汽车零部件、模具、工业设计、文化创意、珠宝首饰、国防军工等诸多领域。如3D打印为牙科患者个性化打印专属牙齿,为残疾人士定制化生产假肢,为手术患者模拟手术场景、制作手...
[ 2016 - 08 - 19 ]
科普:3D打印材料分类!
科普:3D打印材料分类!
1、工程塑料工程塑料是当前应用最广泛的一类3D打印材料,常见的有ABS类材料、PC类材料、尼龙类材料等。ABS材料是快速成型工艺常用的热塑性工程塑料,具有强度高、韧性好、耐冲击等优点,正常变形温度超过90℃,可进行机械加工(钻孔、攻螺纹)、喷漆及电镀。ABS材料的颜色种类很多,如象牙白、白色、黑色、深灰、红色、蓝色、玫瑰红色等,在汽车、家电、电子消费品领域有广泛的应用。                                                    ABS塑料PC材料是真正的热塑性材料,具备工程塑料的所有特性:高强度、耐高温、抗冲击、抗弯曲,可以作为最终零部件使用。使用PC材料制作的样件,可以直接装配使用,应用于交通工具及家电行业。PC材料的颜色比较单一,只有白色,但其强度比ABS材料高出60%左右,具备超强的工程材料属性,广泛应用于电子消费品、家电、汽车制造、航空航天、医疗器械等领域。尼龙玻纤是一种白色的粉末,与普通塑料相比,其拉伸强度、弯曲强度有所增强,热变形温度以及材料的模量有所提高,材料的收缩率减小,但表面变粗糙,冲击强度降低。材料热变形温度为110℃,主要应用于汽车、家电、电子消费品领域。PC-ABS材料是一种应用最广泛的热塑性工程塑料。PC-ABS具备了ABS的韧性和PC材料的高强度及耐热性,大多应用于汽车、家电及通信行业。使用该材料配合FORTUS设备制作的样件强度比传统的FDM系统制作的部件强度高出60%左右,所以使用PC-ABS能打印出包括概念模型、功能原型、制造工具及最终零部件等热塑性部件。PC-ISO材料是一种通过医学卫生认证的白色热塑性材料,具有很高的强度,广泛应用于药品及医疗器械行业,用于手术模拟、颅骨修复、...
[ 2016 - 08 - 15 ]
中频炉与电渣重熔炉的区别
中频炉与电渣重熔炉的区别
中频炉是一种将工频50HZ交流电转变为中频(300HZ以上至1000HZ)的电源装置,把三相工频交流电,整流后变成直流电,再把直流电变为可调节的中频电流,供给由电容和感应线圈里流过的中频交变电流,在感应圈中产生高密度的磁力线,并切割感应圈里盛放的金属材料,在金属材料中产生很大的涡流。设备特点中频熔炼炉特点A 熔炼速度快、节电效果好、烧损少、能耗低。B 自搅拌功能、熔炼温度及金属成分均匀。C 电加热作业环境好。D 启动性能好,空炉、满炉均可达到100%启动工作原理中频炉主要由电源、感应圈及感应圈内用耐火材料筑成的坩埚组成。坩埚内盛有金属炉料, 相当于变压器的副绕组, 当感应圈接通交流电源时, 在感应圈内产生交变磁场, 其磁力线切割坩埚中的金属炉料, 在炉料中就产生了感应电动势, 由于炉料本身形成一闭合回路, 此副绕组的特点是仅有一匝而且是闭合的。所以在炉料中同时产生感应电流, 感应电流通过炉料时, 对炉料进行加热促使其熔化。中频电炉利用中频电源建立中频磁场,使铁磁材料内部产生感应涡流并发热,达到加热材料的目的。中频电炉采用 200-2500Hz中频电源进行感应加热,熔炼保温,中频电炉主要用于熔炼碳钢,合金钢,特种钢,也可用于铜,铝等有色金属的熔炼和提温.设备体积小,重量轻, 效率高,耗电少,熔化升温快,炉温易控制,生产效率高。电渣重熔炉是利用电流通过高电阻熔渣产生的热能对金属进行再熔炼的设备。电渣重熔一般是在大气压力下进行的,根据需要,也可配置真空机组进行真空精炼。主要用途电渣重熔炉用途广泛,主要应用在钢铁行业、冶金行业等。采用不同渣料可用于精炼各种合金结构钢、耐热钢、轴承钢、锻模钢、高温合金、精密合金、耐蚀合金、高强度青铜以及其他铝、铜、铁、银等有色金属的合金;采用不同形状的结晶器可以直接生产大直径钢锭、厚板坯、中空管坯、大型柴油机曲轴、轧辊、大型齿轮、高压容器、炮管等优质铸钢件。特点1、由于存在熔滴与熔渣的冶金反应,去除非金属夹杂物效果好,重熔后金属纯度高、热塑性好。2、一般用交流电,不需要真空,设备简单、投资少、生产成本低。3、更适宜于生产大直径铸锭和异型铸锭。但电渣熔炼不适宜于精炼钦、错、铝等易氧化的金属。4、对环境污染较大,须有除尘和去氟装置。
[ 2016 - 06 - 23 ]
印度大学生20天造出廉价3D打印机 获现金奖励
印度大学生20天造出廉价3D打印机 获现金奖励
【环球科技综合报道】据印度《经济时报》 6月15日报道,在印度南部班加罗尔,4名学生毅然决定利用厚木板,电路板,步进电动机,投影仪和烧杯制作3D打印机。该团队以机械工程为基础,经过20天的不懈努力,一台廉价的3D打印机横空出世。  报道称,该团队的4名成员均为CMR技术学院的机械工程专业大三在读生,年仅20岁。此次为一场国家级展览所打造的3D打印机实为一则意外。他们本意是生产生物柴油,但以失败告终,距离展览还剩20天的时间,他们无奈之下采取了计划B,却意外大获成功。该设备共耗费43000卢比(约合人民币4218元),低于市场上品牌3D打印机价格的四分之一。该成果在萨加尔(Sagar M Baligidad)教授的指导下完成,他们在一个工作间焊接时设想出以数字光处理(DLP)为基本原理,最终打造出这台重达6千克的3D打印机。传统的3D打印机倚靠的是熔融沉积造型(FDM)工艺。据参加此项设计的学生称,FDM打印机打印正确率低且十分笨重,他们采用了来自投影仪的紫外光进行打印。他们首先在电脑设计软件上以层的形式设计出模型,之后每一层分别被投影到液态树脂中,被投影到的树脂发生固化,一层一层发生反应。他们称这种方法比传统打印机节约了三分之二的时间。解决了线路板损坏和发动机不反应的问题后,他们于4月在MVJ工程大学举行的全国赛中完败其他选手,获得现金奖励。IISc产品设计与生产中心研究学者,赛事评委库马尔(Tarun Kumar)指出:“他们采取了一种创新的方式削减成本,可以说他们是赛局改变者,政府财政部门应给与支持。”这个团队希望继续改进他们的3D打印机,作为他们大四学年的结业项目。
[ 2016 - 06 - 20 ]
探讨:低成本3D打印机未来出路在哪里?
探讨:低成本3D打印机未来出路在哪里?
SmarTech声称,新一代低成本3D打印机甚至可以替代专业的工业机器进行工作。一篇题为《低成本3D打印机的机遇:技术、打印材料与市场》报告指出了3D打印的发展趋势,并表示在日益强大的技术支持下,低成本3D打印行业的市场商机将会越来越大。 通常低成本3D打印机的价格都在5000美元左右,远远低于工业机器的价格。然而最近SmarTech指出,随着低成本的工业机器变得可重复使用,3D打印机与工业机器的价格线也逐渐开始模糊。在日益发展的技术支持下,低成本的3D打印机也在不断完善并更新。McorARKe的3D打印机可以用纸打印出全彩模型,仅售9000美元,双纤维复合3D打印机售价为5500美元,Voxel8的3D打印机零售价最低8999美元起。3D打印机虽然有时无法和专业的工业机器相媲美,但它的市场机会非常可观,因为一些小型或中型公司的工程师不会为了一些初级或中级的模型大张旗鼓地购买相应的生产机器,这时3D打印机就发挥了它应有的作用。SmarTech还指出,随着时间的发展,3D打印行业后续会接入B2C服务与3D打印项目。同时,像选择性激光烧结和粘合剂喷射技术的成本正慢慢地下降,在不遥远的未来,我们甚至可能会开发出新的低成本3D打印系统,并将更加理想的低成本3D打印运用到各地。另外,惠普公司与IT行业在3D打印行业的持续创新,也会带动3D打印行业在官方市场的进步。除此之外,当今快速发展的MJF技术价格适中,具有高度的可扩展性,可能也会给3D打印产品,工艺和材料创新带来重大的推动作用。                                                          ...
[ 2016 - 06 - 16 ]
增材与减材同台唱戏,涡轮发动机燃烧器的高效制造
增材与减材同台唱戏,涡轮发动机燃烧器的高效制造
当前普遍的共识是增材制造(3D打印)与减材制造(CNC机加工)的关系并不是替代关系 ,而是互补关系,针对于某个应用,将增材制造和减材制造的优势发挥出来,可以极大的 提升生产水平。 大隈认为最大化增材制造与减材制造潜能的方法不是将两种技术集成到同一台设备中,因 为加工环境和加工速度不一样,对于集成到同一台设备来说,一种技术在加工的时候,另 外一种技术处于“等待”状态,这对设备的产能是浪费的。而将两种技术独立开来,中间 由自动化机器手或者是多托盘系统来实现协调作业,可以将工作效率最大化。        除了加工速度,将增材加工与减材加工分开的另外一个原因是两者对加工环境的要求不一 样。RPM的激光沉积系统的设计是为了保持氧含量低于百万分之10(PPM)以防止金属粉末 的氧化,工作区露点低于50°C。在增材制造完成后,将零件送去热处理将有效提升零件的性能,热处理无论是外包还是在自 动化过程中内部进行都可以,结合热处理工序都不会破坏工艺流程,从一台机器到另一台机 器的自动生产线显示了充分的柔性化,而后期的其他工序包括清洗、标识、检验等,都很容 易融合进来。        本案例中为什么要将增材制造和减材制造结合一起,一个明显的好处是节约材料、缩短加工 时间以及节约成本。原来如果仅仅通过CNC一种加工工艺,则需要将2000磅的锻件工件加工 到200磅的零件,这意味着1800磅的金属去除量。而通过激光沉积的增材制造方法,只需要 400磅的锻造工件,这意味着只有200磅的切削去除量,那么同样多的材料通过增材与减材的 组合就可以生产九个零件,而不是一个零件。    图片与文字来源于3D科学谷
[ 2016 - 05 - 19 ]
增材与减材同台唱戏,涡轮发动机燃烧器的高效制造
增材与减材同台唱戏,涡轮发动机燃烧器的高效制造
当前普遍的共识是增材制造(3D打印)与减材制造(CNC机加工)的关系并不是替代关系 ,而是互补关系,针对于某个应用,将增材制造和减材制造的优势发挥出来,可以极大的 提升生产水平。 大隈认为最大化增材制造与减材制造潜能的方法不是将两种技术集成到同一台设备中,因 为加工环境和加工速度不一样,对于集成到同一台设备来说,一种技术在加工的时候,另 外一种技术处于“等待”状态,这对设备的产能是浪费的。而将两种技术独立开来,中间 由自动化机器手或者是多托盘系统来实现协调作业,可以将工作效率最大化。       除了加工速度,将增材加工与减材加工分开的另外一个原因是两者对加工环境的要求不一 样。RPM的激光沉积系统的设计是为了保持氧含量低于百万分之10(PPM)以防止金属粉末 的氧化,工作区露点低于50°C。在增材制造完成后,将零件送去热处理将有效提升零件的性能,热处理无论是外包还是在自 动化过程中内部进行都可以,结合热处理工序都不会破坏工艺流程,从一台机器到另一台机 器的自动生产线显示了充分的柔性化,而后期的其他工序包括清洗、标识、检验等,都很容 易融合进来。       本案例中为什么要将增材制造和减材制造结合一起,一个明显的好处是节约材料、缩短加工 时间以及节约成本。原来如果仅仅通过CNC一种加工工艺,则需要将2000磅的锻件工件加工 到200磅的零件,这意味着1800磅的金属去除量。而通过激光沉积的增材制造方法,只需要 400磅的锻造工件,这意味着只有200磅的切削去除量,那么同样多的材料通过增材与减材的 组合就可以生产九个零件,而不是一个零件。    图片与文字来源于3D科学谷
[ 2016 - 05 - 19 ]
TU Wien结合SLA和DLP技术推出高粘度聚合物3D打印机
TU Wien结合SLA和DLP技术推出高粘度聚合物3D打印机
对于具有复杂几何形状的小批量3D打印产品,精度与速度以及如何高效的打印复合材料仍然是整个光敏固化技术领域在不断探索的方向。奥地利维也纳大学(TU Wien)的研究人员已经发现了一种解决方案。他们已 经开发出一种新的3D打印机,可以3D打印应用于注塑机的高粘度聚合物,并结合DLP技术与SLA技术的优点 带来高质量的表面分辨率。        维也纳大学的这一新型3D打印解决方案是由Jürgen Stampfl教授带领的团队开发出来的。该团队一直在探索 将高质量塑料用于3D打印的技术,从而提高3D打印零部件表面质量和机械性能。该研究还得到了欧盟地平 线2020计划(Horizon 2020)计划的资助。        这种新的3D打印解决方案可以支持多种类的材料,包括那些具有高粘度和良好的抗冲击强度的材料。这也是 3D打印系统第一次可以使用这些之前专门用于注塑成型的聚合物。除此之外该设计还可支持陶瓷复合材料、 比如含氧化铝、氧化锆、生物玻璃和磷酸三钙等成份的复合材料。       研究人员认为该3D打印机打印出来的组件热力性能将会优于注塑件,并且可以以不到20微米的高分辨率进行3D打印,得到壁厚仅为0.1毫米的3D打印结果,最大构建尺寸为144×90×160毫米。与传统的材料 相比,该打印机可以用来制造具有高强度组件,也可以用来制造类似橡胶材质的组件(例如减震器等)。 3D科学谷了解到与传统的SLA材料相比,研究人员测试的材料冲击强度达到40kJ/m2,断裂伸长率为40%,耐热性能也高于原来的材料。 维也纳大学的3D打印技术是一种很有前途的技术,可以用来打印专为承受高层次机械压力的零部件,结合 了3D打印技术几何设计的自由度,维也纳大学这一创新解决方案的市场前景值得期待。   图片和文字来源于3D打印谷
[ 2016 - 05 - 19 ]
TU Wien结合SLA和DLP技术推出高粘度聚合物3D打印机
TU Wien结合SLA和DLP技术推出高粘度聚合物3D打印机
对于具有复杂几何形状的小批量3D打印产品,精度与速度以及如何高效的打印复合材料仍然是整个光敏固化技术领域在不断探索的方向。奥地利维也纳大学(TU Wien)的研究人员已经发现了一种解决方案。他们已 经开发出一种新的3D打印机,可以3D打印应用于注塑机的高粘度聚合物,并结合DLP技术与SLA技术的优点 带来高质量的表面分辨率。        维也纳大学的这一新型3D打印解决方案是由Jürgen Stampfl教授带领的团队开发出来的。该团队一直在探索 将高质量塑料用于3D打印的技术,从而提高3D打印零部件表面质量和机械性能。该研究还得到了欧盟地平 线2020计划(Horizon 2020)计划的资助。        这种新的3D打印解决方案可以支持多种类的材料,包括那些具有高粘度和良好的抗冲击强度的材料。这也是 3D打印系统第一次可以使用这些之前专门用于注塑成型的聚合物。除此之外该设计还可支持陶瓷复合材料、 比如含氧化铝、氧化锆、生物玻璃和磷酸三钙等成份的复合材料。       研究人员认为该3D打印机打印出来的组件热力性能将会优于注塑件,并且可以以不到20微米的高分辨率进行3D打印,得到壁厚仅为0.1毫米的3D打印结果,最大构建尺寸为144×90×160毫米。与传统的材料 相比,该打印机可以用来制造具有高强度组件,也可以用来制造类似橡胶材质的组件(例如减震器等)。 3D科学谷了解到与传统的SLA材料相比,研究人员测试的材料冲击强度达到40kJ/m2,断裂伸长率为40%,耐热性能也高于原来的材料。 维也纳大学的3D打印技术是一种很有前途的技术,可以用来打印专为承受高层次机械压力的零部件,结合 了3D打印技术几何设计的自由度,维也纳大学这一创新解决方案的市场前景值得期待。   图片和文字来源于3D打印谷
[ 2016 - 05 - 19 ]
Invar36铸件
Invar36铸件
Invar 36,在业内也称为 Nilo 36,是一种镍铁高温合金,以其低热膨胀系数而闻名。它含有 36% 的镍,可在很宽的温度范围内保持几乎恒定的尺寸以及良好的强度和硬度。因瓦合金于 1896 年由瑞士物理学家查尔斯·爱德华·纪尧姆 (Charles Edouard Guillaume) 发明,是作为曾经由铂和铱制成的仪表的低成本解决方案。纪尧姆的工作导致发现了一种相当便宜的铁镍合金——一种类似钢的材料——加热时膨胀很小。他将合金命名为 Invar,因为它几乎是不变的或“不变的”。   Invar  [3] 通常是机械加工的,但很多人不知道它 可以 铸造。 Invar 36 成功     我们很早以前就开发和制造了 Invar36 铸件。由于保密协议,我们不能透露客户的名字,但我们可以告诉你的是,和许多其他项目一样,上海蓝竹的工程师不仅成功铸造了瓦36,而且完全超出了客户的期望,同时拯救了他们钱。毕竟,这不是终极目标吗?以低的总成本制造优质组件。 因瓦工业应用       Invar 可用于航空航天、医疗和消费电子行业的各种应用。但是,具有低 CTE 的高温合金真正开始优于其他金属的是汽车行业的技术。随着自动驾驶汽车越来越受欢迎,传感器、雷达和摄像头变得越来越先进,对汽车的功能也越来越重要。LiDAR 是光检测和测距的首字母缩写词,它使用来自激光器的光波来计算光击中物体或表面并反射回扫描仪所需的时间——确定周围物体的距离。具有接近恒定尺寸和长期尺寸稳定性的合金,例如 Invar 36,在此类复杂设备中极为重要。具有低 CTE 的替代合金,如 Kovar,也是铸造 LiDAR 传感器的可行选择。与从固体加工 LiDAR 零件相比,熔模铸造是一种具有成本效益的解决方案。  殷钢 36 的优点是什么?       Invar 36 明显的优势是它能够在低温下保持尺寸。除此之外,Invar 36 的外观和感觉与钢相似。它还具有出色的可焊性和可加工性。殷钢还可以使用定制的化学物质来制造,以更好地满足客户的强度和硬度需求。 ...
[ 2021 - 11 - 23 ]
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