1、元件的最高使用溫度是指元件本身在干燥空氣中的表面溫度,而不是爐子或被加熱物體的溫度。一般來說,表面溫度比爐溫高100度左右。因此,考慮到上述原因,應(yīng)注意元件的使用溫度。當(dāng)使用溫度超過一定限度時,元件本身的氧化能力會加快,耐熱性降低,特別是Fe-Cr-al電熱合金構(gòu)件容易變形、塌陷、甚至斷裂,縮短使用壽命。
2、元件的最高使用溫度也與元件的線徑有關(guān)。一般情況下,元件的最高使用溫度不應(yīng)低于3mm,扁鋼的厚度不應(yīng)小于2mm。
3、爐內(nèi)腐蝕性氣氛還與構(gòu)件的最高使用溫度有關(guān),腐蝕性氣氛的存在往往會影響構(gòu)件的使用溫度和使用壽命。
4、由于Fe-Cr-Al和Ni-Cr合金的化學(xué)成分、使用溫度、抗氧化性和電阻率的不同,確定了它們的使用溫度和使用壽命。Al元素決定了Fe-Cr-Al合金的電阻率,Ni元素決定了Ni-Cr-Al合金的電阻率。高溫下,合金構(gòu)件表面形成的氧化膜也會發(fā)生老化和破壞。其組件的內(nèi)部元素不斷被消耗。如鋁、鎳等,縮短使用壽命。因此,在選擇線材直徑時,應(yīng)選用大規(guī)格線材或較厚的扁平帶。
5、由于Fe-Cr-Al合金高溫強度較低,在高溫下易發(fā)生變形。如果導(dǎo)線直徑選擇不當(dāng)或安裝不當(dāng),元件會因高溫變形而倒塌和短路。因此,在構(gòu)件設(shè)計中必須考慮這些因素。
6、由于Fe-Cr-Al、Ni-Cr等系列電熱合金的化學(xué)成分不同,其使用溫度和抗氧化性由電阻率的差異決定。Al元素決定了Fe-Cr-Al合金材料的電阻率,Ni元素決定了Ni-Cr-Al合金材料的電阻率。高溫下,合金元素表面形成的氧化膜決定了其使用壽命。由于長期使用,元件內(nèi)部結(jié)構(gòu)不斷變化,表面氧化膜也在老化破壞。其組件的內(nèi)部元素不斷被消耗。如鋁、鎳等,縮短使用壽命。因此,在選擇線材直徑時,應(yīng)選擇規(guī)格的線材或較厚的扁鋼帶。
2016-10-13高溫合金的類別 760℃高溫材料變形高溫合金
變形高溫合金是指可以進行熱、冷變形加工,工作溫度范圍-253~1320℃,具有良好的力學(xué)性能和綜合的強、韌性指標,具有較高的抗氧化、抗腐蝕性能的一類合金。按其熱處理工藝可分為固溶強化型合金和時效強化型合金。GH后第一位數(shù)字表示分類號即1、固溶強化型鐵基合金 2、時效硬化型鐵基合金 3、固溶強化型鎳基合金 4、鈷基合金 GH后,二,三,四位數(shù)字表示順序號。
1、固溶強化型合金
使用溫度范圍為900~1300℃,最高抗氧化溫度達1320℃。例如GH128合金,室溫拉伸強度為850MPa、屈服強度為350MPa;1000℃拉伸強度為140MPa、延伸率為85%,1000℃、30MPa應(yīng)力的持久壽命為200小時、延伸率40%。固溶合金一般用于制作航空、航天發(fā)動機燃燒室、機匣等部件。
2、時效強化型合金
使用溫度為-253~950℃,一般用于制作航空、航天發(fā)動機的渦輪盤與葉片等結(jié)構(gòu)件。制作渦輪盤的合金工作溫度為-253~700℃,要求具有良好的高低溫強度和抗疲勞性能。例如:GH4169合金,在650℃的最高屈服強度達1000MPa;制作葉片的合金溫度可達950℃,例如:GH220合金,950℃的拉伸強度為490MPa,940℃、200MPa的持久壽命大于40小時。
變形高溫合金主要為航天、航空、核能、石油民用工業(yè)提供結(jié)構(gòu)鍛件、餅材、環(huán)件、棒材、板材、管材、帶材和絲材。
鑄造高溫合金是指可以或只能用鑄造方法成型零件的一類高溫合金。其主要特點是:
1.具有更寬的成分范圍由于可不必兼顧其變形加工性能,合金的設(shè)計可以集中考慮優(yōu)化其使用性能。如對于鎳基高溫合金,可通過調(diào)整成分使γ’含量達60%或更高,從而在高達合金熔點85%的溫度下,合金仍能保持優(yōu)良性能。
2.具有更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域由于鑄造方法具有的特殊優(yōu)點,可根據(jù)零件的使用需要,設(shè)計、制造出近終形或無余量的具有任意復(fù)雜結(jié)構(gòu)和形狀的高溫合金鑄件。
根據(jù)鑄造合金的使用溫度,可以分為以下三類:
第一類:在-253~650℃使用的等軸晶鑄造高溫合金這類合金在很大的范圍溫度內(nèi)具有良好的綜合性能,特別是在低溫下能保持強度和塑性均不下降。如在航空、航天發(fā)動機上用量較大的K4169合金,其650℃拉伸強度為1000MPa、屈服強度850MPa、拉伸塑性15%;650℃,620MPa應(yīng)力下的持久壽命為200小時。已用于制作航空發(fā)動機中的擴壓器機匣及航天發(fā)動機中各種泵用復(fù)雜結(jié)構(gòu)件等。
第二類:在650~950℃使用的等軸晶鑄造高溫合金這類合金在高溫下有較高的力學(xué)性能及抗熱腐蝕性能。例如K419合金,950℃時,拉伸強度大于700MPa、拉伸塑性大于6%;950℃,200小時的持久強度極限大于230MPa。這類合金適于用做航空發(fā)動機渦輪葉片、導(dǎo)向葉片及整鑄渦輪。
第三類:在950~1100℃使用的定向凝固柱晶和單晶高溫合金這類合金在此溫度范圍內(nèi)具有優(yōu)良的綜合性能和抗氧化、抗熱腐蝕性能。例如DD402單晶合金,1100℃、130MPa的應(yīng)力下持久壽命大于100小時。這是國內(nèi)使用溫度最高的渦輪葉片材料,適用于制作新型高性能發(fā)動機的一級渦輪葉片。