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高温合金锻件的锻造要点

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-03-19  来源:锻件网  浏览次数:385
核心提示:高温合金又称耐热合金,是具有高的抗腐蚀、抗高温和高温强度的近代锻造加工锻件的材料之一。1、高温合金的类型,根据合金中所含

高温合金又称耐热合金,是具有高的抗腐蚀、抗高温和高温强度的近代锻造加工锻件的材料之一。

1、高温合金的类型,根据合金中所含金属成分可分为铁基合金和镍基合金。以铁元素为基体,加入其它合金元素的耐热钢为铁基高 温合金,该铁基高温合金又按其正火后的组织分为珠光体型、马氏体型和奥氏体型的二种基本类型。以镍元素为基体,加入其它合金元素的高温合金为镍基高温合金,其基体组织为奥氏体。

另外还有钴基合金、铬基合金和铜基合金。它们的热稳定性好,使用温度可达1000℃以上,但是锻件加工中塑性差,难成形。目前常见的几种高温合金的牌号及化学成分见表下图。

高温合金锻件

2、高温合金的锻造,由于高温合金不发生相变,因此,锻件的晶粒大小取决于锻造变形程度。而高温合金的临界变形程度范围较广,可在0.5%?20%之间,因此,每次的变形程度不能低于临界变形程度。由于高温合金的塑性低,则需采取相应的措施才能得到所*-要求的变形量而不开裂;高温合金的变形抗力大、锻造温度范围窄、再结晶速度缓慢和低温导热性较低。因此,锻造时必须了解下列工艺原则:

(1)下料,坯料直径小于25mm用剪切下料;坯料直径大于25mm可用砂轮切割和机械加工方法下料。由于砂轮切割时热量无法扩散而形成热应力,并与以后的加热温度产生综合作用,使坯料两端产生裂纹,因此,不宜大量使用。所以为满足锻造工艺要求,一般常采用机械加工方法下料。

(2)加热,高温合金对加热条件要求较高,因此锻件在锻造钱加热时必须满足下列要求:

1)电阻炉加热时须严格控制炉温,并使炉温均勻,炉膛内温差不超过±10℃。

如用火焰炉加热时特别是加热镍基合金,要严格控制燃料中的含 硫量,以防生成NI3S2,因为NI3S2洛的共晶体熔点在650℃左右,呈网状分布于晶界,会使坯料产生热脆性。同时须使用炉温测示仪表,加 强对温度的检杳,并及时采取控制方法。

2)加热速度要采用缓慢加热的方法,特别对于导热性差、鉞面尺寸较大的坯料,为防止应力作用而引起炸裂应予以重视。坏料在 800℃左右的中温区预热后再升温,升温时可釆用快速加热,尽可能缩短坯料在高温炉中的总加热时间,以减少奥氏体晶粒的长大。

3)炉内及坯料入炉前不允许附着盐、碱之类的污物,以免坯料在高温下受腐蚀而形成凹坑等缺陷。

4)坯料釆用顶锻时用局部加热,精锻时坯料须采用少无氧化加热 措施,以防坯料表层产生铬、铝、钛等元素的贫化区而降低材料的特性。

高温合金的加热规范和锻造温度见下图。

高温合金锻件的加热规范

(3)锻造,无论采用拔长还是镦粗,或在模型锻造时,都必须掌 握以下工艺特点和要求:

1)拔长须采用上、下V形砧拔长,对部分塑性较低的高温合金锭料要采用上、下半阒弧砧拔长,改善材料受力状态,以减少裂纹的产生。釆用钢锭拔长时开始应轻击,砧边缘应有较大的圆角半径。当 水压机压下量为30?500mm吋便可重击,增大变形量,运用宽砧大进给量的拔长,促便锻件锻透和变形的均匀性。在塑性允许的情况下,可采用平砧按方一矩形一方的变形方案来锻造。

2)镦粗时为达到变形均匀,可使用涂有玻璃润滑剂的纸,蛰在镦粗坯料的两端;对D/H较大的锻件采用叠锻,运用碳钢作软垫,垫在锻件两端镦锻过程中可休息5?15S使坯料消除部分加工硬化,提高塑性。

高温合金最后一次镦粗的加热温度应低于该材料晶粒急剧长大的 温度,变形量为20%?25%。

(4)模锻,使用的坯料常常采用机加工方法下料,以淸除表面的 缺陷,达到坯料尺寸正确和质量符合模锻要求。

离温合金的制坯模膛、预锻楔膛及终锻模膛应分别设置,而且每一工步都要预先加热坯料来满足锻造温度的要求。模具要预热至250 ?300℃。为使变形均匀,模具表面光洁,可采用合适的润滑剂(如石墨胶体、玻璃润滑剂等)。

3、锻后冷却,属于高温合金的锻件,锻后冷却方法可参照自由锻锻件的冷却方法进行。

镍基合金锻后一般采用空冷以防止热裂。但有时也要求快速冷却,以防止硬化合金的沉淀。当锻造在相当低的温度下进行时,残余 应力会引起冷却开裂,此时就需在快冷前,先加热到能消除这种应力的温度,然后再冷却。将锻件在锻后及时放人高干合金再结晶温度50?100℃的炉中进行保温5 — 7min,最后空冷,这样处理的锻件晶粒度均匀。



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