金属材料_铜合金产品实拍

镍基合金，特别是沉淀强化型合金含有较高的铝、钛等合金元素。通常采用真空感应炉熔炼，并经真空自耗炉或电渣炉重熔。热加工采用锻造、轧制工艺，对于高合金化合金，由于热塑性差，则采用挤压开坯后轧制或用软钢(或不锈钢)包套直接挤压工艺。铸造合金通常用真空感应炉熔炼母合金，并用真空重熔-精密铸造法制成零件。
变形合金和部分铸造合金需进行热处理，包括固溶处理、中间处理和时效处理，以Udmet 500合金为例，它的热处理制度分为四段：固溶处理，1175℃，2小时，空冷；中间处理，1080℃，4小时，空冷；一次时效处理，843℃，24小时，空冷；二次时效处理，760℃，16小时，空冷。以获得所要求的组织状态和良好的综合性能。

涡 是航空发动机上一个十分重要的关键零件。涡 工作温度虽然比叶片低，但工作环境异常复杂，且在轮心、轮缘、榫齿、槽底和腹板等各部位所受应力、温度、介质作用程度都不同。因此，对涡 材料性能提出如下典型要求：高的屈服强度；足够的塑性储备；足够的蠕变、持久强度和塑性；高的疲劳强度和低周疲劳性能；良好的耐腐蚀性、组织稳定性与可加工性。一句话，材料的综合性能要好。
涡 用材料大部分是沉淀强化的铁基或镍基变形高温合金，一些盘件开始采用粉末高温合金制备，但是从制备工序、成本等角度考虑，粉末高温合金涡 无法替代变形高温合金涡 。 [1]

航空发动机用的机匣、转子封严环和蜂窝环零件国内外较多地采用低膨胀高温合金制备。低膨胀合金是发动机实现间隙控制技术，减少燃气损失和提高热效率不可替代的功能结构材料。低膨胀高温合金的特点是综合性能好、强度较高、膨胀系数低、弹性模量几乎恒定，在约380℃(居里点)以下至室温，合金热膨胀系数几乎为常量。因此，采用低膨胀高温合金制备的压气机匣在飞机巡航飞行时，有利于间隙的封严，提高压气效率，加大推力。我国研制的低膨胀高温合金主要有GH2907、GH2909、GH4783等。我国新研制的GH4783是一种抗氧化新型低膨胀高温合金，膨胀系数比GH4169合金低20%，密度比GH4169低20%，只有7.789/cm3，工作温度可达750℃。对应的美国牌号的Inconel783合金已被用作F-22战斗机用发动机F119-PW的各种环形件。

我国应用的板材变形合金主要有20多个牌号。它们的共同特点是塑性好，具有中等强度，焊接性能优异，还有较好的抗氧化和抗腐蚀性能。主要用于制作发动机动力装置的燃烧室、加力燃烧室、飞机机尾罩、导流罩、衬筒和军用卫星毛细管等。航空发动机燃烧室零件大多采用固溶强化合金制造。近期，发动机生产中为了减轻结构重量，采用时效强化的板材合金来制造燃烧室零件，取得了良好效果。采用时效强化的变形高温合金制造加力燃烧室壳体，可大幅度减轻发动机重量，但其成形和焊接比固溶强化合金要困难。
此外，在航空发动机中，变形高温合金还用于制备涡轮轴、涡轮叶片等。随着先进航空发动机推重比的进一步提高，燃烧室入口温度和出口温度大幅提高，必须采用耐更高温度的新合金材料。需求牵引。因此，变形高温合金必须加大研究力度，进一步提高性能，满足我国先进航空发动机的研制需要。 [1]
发展前景编辑
变形高温合金不但是我国生产和研制新型航空发动机需要的重要材料，而且在舰船制造、工业燃气轮机、航天飞行器、火箭发动机、核反应堆和化学工业等领域应用广泛，是一种十分重要的高温材料。当前，变形高温合金总体上向承温更高、精密成形和低成本方向发展。通过不断挖掘合金潜力，采用新技术、新工艺，可大幅提高变形高温合金材料的质量和性能，满足我国先进航空发动机的需求。须加大研究力度，进一步提高性能，满足我国先进航空发动机的研制需要。 [2]

 

不锈钢牌号：321
不锈钢特性：在304钢的基础上，添加Ti以防止晶界腐蚀，适合于使用在430℃至900℃状态中。
不锈钢用途：航空器、排气管、锅炉汽包。
 不锈钢牌号：309S
不锈钢特性：具有良好耐高温氧化性能与高温持久性能，耐热温度可达900℃，在无负荷的条件下， 耐热温度可达1000℃。
不锈钢用途：热处理炉，加热炉，电站锅炉热交换器，排烟道等高温环境设备。
 不锈钢牌号：310S
不锈钢特性：具有良好耐高温氧化性能与高温持久性能，耐热温度可达1000℃，在无负荷的条件下， 耐热温度可达1100℃。
不锈钢用途：热处理炉，加热炉，电站锅炉热交换器，排烟道等高温环境设备。
 不锈钢牌号：410
不锈钢特性：马氏体系的代表钢种，虽具有高强度，但不适合于恶劣的腐蚀环境。加工性良好，经过热处理后发生硬化，有磁性。 
不锈钢用途：刀刃、机械部件、石油提炼设备、螺栓、螺母等。
 不锈钢牌号：416
不锈钢特性：410基础上增加S的含量以切削性能。可以通过热处理强化。416的强度和切削加工性比304和316好，摩擦系数小，但耐腐蚀能力不如304和316。
不锈钢用途：多用于数控自动车床使用，生产电磁阀、特电机和电气元件等。
 不锈钢牌号：420
不锈钢特性：410的高碳版本。淬火状态的硬度良好，具有耐腐蚀性，有磁性。
不锈钢用途：刀刃、管嘴、阀门、板尺、餐具（剪刀、刀）。
 不锈钢牌号：431
不锈钢特性：马氏体不锈钢中强度与韧性搭配较好的一种钢种。它对氧化性酸、大部分有机酸以及有机盐类的水溶液有良好的耐蚀性。
不锈钢用途：航空部品、螺栓、雨刮器臂、弹簧、轴承等。
 不锈钢牌号：440A、440B、440C
不锈钢特性：高铬，韧性大。可热处理至高硬度。
不锈钢用途：刀具、轴承等。
 不锈钢牌号：430
不锈钢特性：作为铁素体钢的代表钢种，热膨胀率抵，成形性及耐氧化性较好。
不锈钢用途：耐热器具、燃烧器、家电产品、餐具、厨房洗涤槽等。
 不锈钢牌号：430F
不锈钢特性：430基础上增加S的含量，改善切削性能。
不锈钢用途：耐热器具、燃烧器、家电产品、餐具、厨房洗涤槽等。
 不锈钢牌号：630(17-4PH）
不锈钢特性：431牌号的改良型。沉淀硬化型。可以通过热处理方便地调整硬度。冷加工硬化明显。
不锈钢用途：齿轮、轴、阀等。
 不锈钢牌号：631 (17-7PH）
不锈钢特性：301牌号的改良型。半奥氏体沉淀硬化型。常温的成型加工性良好。
不锈钢用途：飞机构造材料或精密机械的弹簧等。

不锈钢牌号：2205
不锈钢特性：双相不锈钢。兼具铁素体和奥氏体的优点。强度和韧性高。耐应力腐蚀和耐点蚀能力高于316L。
不锈钢用途：油气、石化、化肥、桥梁、建筑及化学品船等。

1、GH4169高温合金
GH4169合金是镍一铬一铁基高温合金。GH4169合金属于镍基变形高温合金。镍基合金是一种复杂的合金。它被广泛地应用于制造各种高温部件。同时，也是所有高温合金中为注目的一种合金。它的相对使用温度在所有普通合金系中也是的。目前，先进的飞机发动机中这种合金的比重在50%以上。
GH4169合金是由国际镍公司亨廷顿分公司的Eiselstein研制成功，于1995年公开介绍的时效硬化镍—铬—铁基变形合金。合金是以体心立方g〞和面心立方g′相为沉淀强化的一种镍基变形高温合金，在650℃以下具有高的抗拉强度、屈服强度和良好的塑性，具有良好的抗腐蚀、抗辐射能、疲劳、断裂韧性等综合性能，以及满意的焊接和焊后成型性能等。合金在-253～650℃很宽的温度范围内组织性能稳定，成为在深冷和高温条件下用途极广的高温合金。由于GH4169良好的综合性能，目前被广泛用于航空发动机的压气机盘、压气机轴、压气机叶片、涡 、涡轮轴、机匣、紧固件和其它结构件和板材焊接件等 [3]  。
我国于70年代开始研制GH4169合金，主要应用于盘件，使用时间比较短，所以采用真空感应加电渣重熔的双联工艺。八十年代开始应用于航空领域，提高和改进材料质量、提高合金的综合性能和使用可靠性成为主要的研究方向。当前GH4169合金的主要研究方向为：
（1）改进冶炼工艺，量化冶炼参数，实现程序稳定操作，使合金显组织更加均匀，从而得到优良的屈服和疲劳强度以及抗裂纹扩展止裂能力，提高低周疲劳强度等；
（2）改进热处理工艺。目前的热处理工艺不能很好的钢锭中心的偏析，所以对组织的均匀性有不利影响，因此采用合理的均匀化退火工艺，得到细晶坯料成为现在的主要研究方向之一；
（3）改进使用设计。由于GH4169的工作温度不能高于650℃，所以应当加强零部件的冷却，充分发挥该高温合金的高性能、低成本等优点；
（4）提高组织稳定性能。由于航空发动机部件的长寿命要求，对于提高GH4169合金长期时效组织稳定性方面也是至关重要的。
2、单晶高温合金
目前单晶合金材料已发展到第四代，承温能力到1140℃，已近金属材料使用温度极限。未来要进一步满足先进航空发动机的需求，叶片的研制材料要进一步拓展，陶瓷基复合材料有望取代单晶高温合金满足热端部件在更高温度环境下的使用。
单晶高温合金叶片研制难度和周期与其结构复杂性有关，普通复杂程度的单晶叶片研制周期较短，但在航空发动机上应用也需经历较长的时间。从单晶实心叶片到单晶空心叶片、到气冷复杂空心叶片等，技术难度跨度很大，相应的研制周期跨度也较大。一般一种普通复杂程度的单晶空心叶片从图纸确认、模具设计到试制、再到小批投产，需要1～2年时间。但单晶叶片由于其复杂的服役环境，需要进行大量的验证试验，一般一种普通结构的单晶空心叶片从研制出来以后到航空发动机上应用需5～10年的时间，有的随发动机研制进度，甚至需要15年或更长的时间 [4]  。