1.高溫合金
在常用的特種合金鍛造中,高溫合金的鍛造問題最多,難度也******,是難變形合金的典型代表。它們的工藝塑性低、變形抗力大和變形溫度范圍窄。雖然,其他特種合金可能也會(huì)有同樣的問題,但高溫合金的問題最嚴(yán)重,例如,高溫合金對(duì)鍛造的應(yīng)力狀態(tài)及工藝方法要求最嚴(yán)格,對(duì)設(shè)備的加載速度也要求較高;所有高溫合金都不能通過熱處理細(xì)化晶粒組織,因而晶粒尺寸完全靠控制鍛造工藝參數(shù)保證。表1-2-1中建議對(duì)高溫合金采用中性氣氛加熱和采用玻璃防護(hù)潤滑劑潤滑和保護(hù)毛坯,主要是因?yàn)樗鼈兊臒釋?dǎo)率低,為了減少加熱過程中毛坯表面合金元素貧化和鍛造過程中的表面溫降,從而導(dǎo)致變形抗力升高和塑性降低。此外,高溫合金的熱導(dǎo)率低,毛坯需要緩慢加熱。
2.鈦合金
鈦合金的主要鍛造特點(diǎn)是它的化學(xué)性質(zhì)活潑,極易吸氫和吸氧,從而形成表面脆化層、降低塑性;另外,在鍛造過程中金屬流動(dòng)產(chǎn)生的新鮮金屬表面會(huì)牢牢地粘附在模具表面上,導(dǎo)致鍛件和模具同時(shí)報(bào)廢。因此,模鍛的毛坯必須涂覆玻璃防護(hù)潤滑劑將鍛件和模具隔開;毛坯涂覆玻璃防護(hù)潤滑劑后,毛坯與模具的摩擦系數(shù)大幅度下降,使鍛造壓力降低,緩解了鈦合金變形抗力高的不利因素;此外,毛坯涂覆玻璃防護(hù)潤滑劑后還減少毛坯的溫降和防止或減少鍛件表面形成脆化層。鈦合金應(yīng)采用中性或微氧化氣氛加熱,主要是為了減少加熱過程中吸收有害氣體和在鍛件表面形成脆化層,降低鍛件性能;此外,鈦合金的熱導(dǎo)率低,毛坯需要緩慢加熱。
3.不銹鋼
不銹鋼的主要鍛造特點(diǎn)是變形抗力高以及雙相不銹鋼的變形溫度范圍較窄,而單相不銹鋼不能用熱處理方法調(diào)整鍛件組織和性能。其鍛造的難度雖然低于高溫合金等其他特種合金,但卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通結(jié)構(gòu)鋼。
4.鋁合金
鋁合金的主要鍛造特點(diǎn)在于變形溫度范圍窄,一般為100℃~150℃。為擴(kuò)大鍛造溫度區(qū)間,通常要求盡可能將毛坯加熱到上限溫度。為防止過熱、并保證加熱均勻,要求在具有強(qiáng)制空氣循環(huán)的電爐內(nèi)加熱,以加速熱量的傳遞,使?fàn)t膛內(nèi)溫度分布均勻,確保模鍛毛坯加熱溫度能控制在±5℃范圍內(nèi)。另外,鋁合金對(duì)應(yīng)變速率敏感,鑄錠應(yīng)在壓應(yīng)力狀態(tài)下、工作速度低的液壓機(jī)擠壓或軋制開坯,大型鋁合金模鍛件通常選用液壓機(jī)模鍛,中小型鋁合金模鍛件可以在機(jī)械壓力機(jī)和螺旋壓力機(jī)上鍛造,但不推薦采用錘上模鍛。
5.鎂合金
鎂合金的主要鍛造特點(diǎn)在于變形溫度范圍窄,一般為70℃~150℃,為擴(kuò)大鍛造溫度區(qū)間,通常要求盡可能將毛坯加熱到上限溫度。為防止過熱并保證加熱均勻,要求在具有強(qiáng)制空氣循環(huán)的電爐內(nèi)加熱,以加速熱量的傳遞,使?fàn)t膛內(nèi)溫度分布均勻,使模鍛毛坯加熱溫度能控制在±5℃范圍內(nèi)。另外,鎂合金在低速度下具有較高的熱塑性,為避免產(chǎn)生裂紋,最好采用液壓機(jī)鍛造,也可以在機(jī)械壓力機(jī)和螺旋壓力機(jī)上鍛造,但不推薦采用錘上模鍛。
6.銅合金
盡管多數(shù)銅合金的塑性高、流動(dòng)性好,可以采用各種設(shè)備和鍛造工藝方法鍛造,但銅合金更適于擠壓成形;大型銅合金鑄錠在開坯前要進(jìn)行均勻化退火(消除內(nèi)應(yīng)力),以改善塑性。銅合金適于在中性或微氧化氣氛中加熱,在微還原性氣氛中加熱可能導(dǎo)致“氫病”。另外,銅合金終鍛溫度要高于脆性溫度區(qū),應(yīng)在650℃以上停鍛。
2017-02-14
高溫合金:研發(fā)實(shí)力是核心競(jìng)爭力。我國高溫合金領(lǐng)域的參與者包括大型鋼企,如鋼研高納、撫順特鋼等;以及各高溫合金研究院所,如北京航空材料研究院、鋼鐵研究總院、中科院金屬研究所等。
大型鋼企主要生產(chǎn)較大批量、技術(shù)含量較低的通用性產(chǎn)品,航材院等研究所致力于小批量,高技術(shù)含量的復(fù)雜產(chǎn)品。目前,大型鋼企和高溫合金研究所的合作愈加緊密,行業(yè)格局朝產(chǎn)研一體化發(fā)展。
鋼鐵研究總院:承擔(dān)我國85%關(guān)鍵冶金新材料研制。作為我國冶金新材料的研發(fā)基地,鋼鐵研究總院承擔(dān)了我國85%以上關(guān)鍵冶金新材料的研制任務(wù),為"兩彈一星"、"長征系列運(yùn)載火箭"和"神舟"飛船等諸多國家重點(diǎn)工程研制生產(chǎn)了大量的關(guān)鍵材料,為我國的國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防建設(shè)做出了重大貢獻(xiàn)。
北京航空材料研究院(621所):擁有國際合作優(yōu)勢(shì)的老牌強(qiáng)院。北京航空材料研究院(簡稱航材院)成立于1956年,是國內(nèi)唯一面向航空,從事航空先進(jìn)材料應(yīng)用基礎(chǔ)研究,材料研制與應(yīng)用技術(shù)研究和工程化研究的綜合性科研機(jī)構(gòu)。高溫結(jié)構(gòu)材料研究是航材院的王牌之一。
中國科學(xué)院金屬研究所:學(xué)術(shù)成果全國領(lǐng)先。研究部有20多項(xiàng)研究成果先后榮獲國家、中科院和省(部、委)級(jí)獎(jiǎng)勵(lì),其中包括國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng),國際材料協(xié)會(huì)授予的“實(shí)用材料創(chuàng)新獎(jiǎng)”等。近年來,研究部的科研人員獲授權(quán)專利50余項(xiàng),在國際材料領(lǐng)域的知名期刊ActaMater等發(fā)表文章百余篇。
萬澤股份:堅(jiān)定轉(zhuǎn)型,劍指高溫合金。公司大刀闊斧剝離房地產(chǎn)業(yè)務(wù),定增緊跟高溫合金政策熱點(diǎn)。公司非公開發(fā)行擬募集資金總額不超過130000萬元,限售期12個(gè)月。用于投資先進(jìn)高溫合金材料與構(gòu)件制造建設(shè)項(xiàng)目,隨著國家政策將航空發(fā)動(dòng)機(jī)提升到國家戰(zhàn)略發(fā)展高度,國內(nèi)技術(shù)正處于加速發(fā)展階段,產(chǎn)業(yè)鏈不斷完善,未來國內(nèi)市場(chǎng)潛力巨大。
聯(lián)手中南,研發(fā)是核心競(jìng)爭力。2014年,公司與中南大學(xué)聯(lián)合投資設(shè)立了高端高溫合金研發(fā)公司萬澤中南研究院。目前萬澤中南研究院已經(jīng)搭建了核心技術(shù)團(tuán)隊(duì),并開展了一系列卓有成效的前期工作。
煉石有色:煉航空之石,打造未“錸”之翼。公司錸資源全球優(yōu)勢(shì)凸顯,錸金屬儲(chǔ)量大約占全國的40%,占全球錸儲(chǔ)量的7.18%。2014年公司定增7858.5461萬股,定增價(jià)格為10.18元/股,募集資金凈額為78921.14萬元,項(xiàng)目主要運(yùn)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)含錸高溫合金葉片項(xiàng)目建設(shè)及補(bǔ)充流動(dòng)性,計(jì)劃新建一條80噸/年含錸高溫合金生產(chǎn)線和一條55000片/年單晶葉片生產(chǎn)線。