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              新聞資訊
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              合金微觀組織結構綜合控制技術為用戶提供高性能安全可靠的長壽命材料

              發布時間: 2021-12-27    作者:admin
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              高性能合金材料如高溫合金、耐蝕合金、特殊鋼、功能合金等對材料的性能有著苛刻的使用要求。比如航空發動機高溫合金Inconel 718材料在使用過程中不僅要求材料的疲勞性能蠕變性能,還要求材料在長期使用過程中受外部載荷后的變形恢復精度高以及材料的長期衰減性小。耐蝕合金需要材料能夠具有低的腐蝕速率。特殊鋼需要諸如耐冷熱磨損、紅硬性長期穩定、耐環境載荷變化、疲勞性能高、材料耐性能衰減等。功能合金要求材料的各項物理指標如磁性能更加靈敏準確。為此對合金生產商提出了高的技術挑戰。金納公司通過多年生產及研發實踐,提出合金微觀結構控制理論并在生產工藝中得以運用,已可批量生產滿足上述高端要求的合金材料。

              材料的微觀結構決定了材料的宏觀性能

              通過規模生產工藝研究,我們發現合金材料宏觀性能是由合金材料微觀結構決定的。不同的疲勞壽命、蠕變值、腐蝕速率、形變恢復性、磁性能、強度衰減、耐磨性及使用壽命合金,具有不同的合金微觀結構相,主要表現在以下幾個方面:

              1、液態合金相與合金金屬鍵結構

              熔化的合金熔體在不同的環境條件下具有不同的相結構,其不同的相結構具有遺傳性且遺傳程度不同。合金金屬鍵的強弱及合金原子團間的金屬鍵數量是影響金屬性能的重要原因。金屬原子團具有穩定的能壁壘和體積穩定性,因此合金結構具有跳躍性。我們通過特殊的技術可以實現合金結構微觀組合。

              2、夾雜物尺寸與數量

              夾雜物數量和大尺寸夾雜物統計分布是影響合金綜合性能的關鍵因素。我們通過特殊技術不僅能夠降低夾雜物數量減小夾雜物尺寸及分布。通過復雜工藝能夠實現極低氧含量比如5ppm以下等,夾雜物尺寸降到10μm以下等。

              3、凝固結晶組織結構

              合金在液態凝固成固態的相變過程中,合金元素的偏析、組織結構、晶體結構及晶粒尺寸形貌、碳化物、沉淀相等微觀結構發生大的變化,合金材料的結構與性能由此形成并穩固很難再通過后序工藝發生大的改變。我們通過特殊的凝固技術控制合金微觀組織結構向理想目標靠近。

              4、合金固態變形的組織結構

              合金固態冷熱變形影響材料組織結構,尤其是熱鍛變形影響大。我們發現金屬合金的熱鍛造工藝工序類似揉面醒面能形成面筋一樣,恰當而足夠的熱鍛造會形成金屬面筋,對合金材料的性能具有重要的影響。

              5、熱處理相變

              眾所周知熱處理是改變合金材料微觀組織結構的重要方法。我們發現熱處理工藝不僅是溫度時間控制,還需要注重批量生產中材料裝爐的熱均勻控制。

              6、熔煉與重熔是改變合金微觀結構的重要環節

              批量生產中熔煉與重熔工序是形成合金材料綜合高性能的基礎。我們通過多項新技術在合金真空感應熔煉工序和氣密電渣工序實現合金基礎結構控制的目標,并在后序工序進一步完善。

              7、實現材料微觀結構的批量生產工藝

              我們在生產實踐中運用以下新技術制造高性能合金材料:

              (1)真空反應強度精煉法藝

              通過真空能量改變合金深層微觀結構、突破常規合金性能極限的真空反應強度精煉方法及其在制備鎳基鐵基合金熔煉中應用,憑借“真空反應強度精煉法”實現合金材料性能提升,從而滿足合金材料對使用壽命、變形恢復精度、性能衰減、耐蝕性、磁性等的苛刻要求。

              (2)真空熔體熱處理精煉法

              通過真空熔體熱處理技術達到合金元素中短程無序、均勻排列、金屬鍵強化、碳化物細化并分布均勻和液態合金組織相變優化之目的。實現產品宏觀性能的提升。

              (3)電渣氧化還原反應工藝控制技術

              通過電極化學成分與渣系成分配比,實現電渣過程氧原子濃度擴散控制。實現電渣過程無增氧。

              (4)真空制備電極與電渣重熔凝固雙控制技術

              該技術實現液態金屬凝固過程組織細化、降低偏析和金相結構優化控制,使產品綜合使用性能提升。

              (5)合金獨特配方技術

              金納公司根據多年試驗,所生產的產品不僅符合寬泛的不同材料標準,更具有公司獨特配方,實現主合金元素分配及微量元素重要調整,并兼顧所有熔煉工藝、冷熱加工和熱處理工序,實現產品性能優化。

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