详细介绍: 泉州奥氏体不锈钢价格
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如炉外精炼率达到95%以上
3.2、析出强化型奥氏体不锈钢
汽车是大量生产的产品,对奥氏体不锈钢提出了降低成本即省资源化的迫切要求。70年代,日本进行了汽车发动机用Nimonic80A和Inconel751等Ni基合金制排气阀门的省Ni化研究。1980年前后,开发出柴油发动机排气阀门用的低廉材料RS914和RS417等40Ni合金。这样,日本的奥氏体不锈钢开发在高性能化和省资源化(特别是省Ni化)的两个方向开展起来。
80年代后,日本对汽车排气阀门用省Ni奥氏体不锈钢进行了大量的研究。汽车排气阀门使用的是奥氏体耐热钢,由于奥氏体耐热钢的耐磨性不足,需要在阀座上堆焊Co基的斯特莱特(stellite)耐磨硬质合金。1978年前后,非洲战乱使Co价格上涨,日本国内的一些汽车制造厂根据美国市场大型柴油发动机使用Inconel751的实绩,将Inconel751用于全部的发动机排气阀,取消了堆焊,从而化解了Co价高涨的危机。此外,由于Inconel751的强度高于耐热钢,用来制作阀门时,可使阀门轴细径化,减轻阀门的重量。由于奥氏体不锈钢可以适应发动机高性能化的要求,所以推进了发动机用材由耐热钢向Ni基奥氏体不锈钢的转换。另一方面,虽然采用Inconel751可以省略堆焊,但Inconel751的Ni含量高达70%,成本很高,并且Inconel751的疲劳强度大大高于耐热钢21-4N,对普通轿车来说,Inconel751是功能过剩材料,因此,在开始采用Inconel751时,就提出了省Ni化的要求。在20世纪70年代,日美已经进行省Ni化的研究,美国开发出Ni含量降低到57%的Pyromet31。当时虽然开始对汽油采取无铅化措施,但辛烷值高的含铅汽油也在流通,汽车废气中含有低熔点的氧化铅,加速了对材料的高温腐蚀。合金中的Ni含量小于55%时,对铅腐蚀的耐蚀性下降,所以,Ni的减量化受到限制。其中80年代.开发的用于含铅汽油发动机的省Ni化奥氏体不锈钢是NCF6018,其奥氏体不锈钢含量为60%。Www.jg304.com
不锈钢就是不容易生锈的钢
此后,由于出现了汽车发动机大马力竞争的局面,对阀门材料提出了进一步高强度化的要求。为此,开发出在Inconel751的基础上添加Mo、W,并提高Ti、Al、Nb含量来提高强度的NCF440,并在赛车发动机上得到应用。90年代,汽油完全实现无铅化,进一步省Ni化奥氏体不锈钢的需求又迫切起来。但是,对于600℃排气温度的汽油发动机来说,在使用减少Ni含量的奥氏体不锈钢中,会有脆性相σ相析出的危险。因此,将合金中的Cr含量控制在15%左右。15%Cr是奥氏体不锈钢耐高温腐蚀的极限值。此外,又开发出在800℃下组织保持稳定的NCF4015、NCF3015奥氏体不锈钢,这些合金中的Ni含量分别为40%、30%,并且添加了Ti和Al。这些新开发的省Ni合金的强度虽然低于Inconel751,但高于耐热钢21-4N。此外,新开发合金HI461的Ni含量降低到46%,并利用γ'相强化和TiC强化的复合强化,使其强度等于或高于Inconel751,并用于高性能二轮车的排气阀门。进入21世纪,更为严格的环境法规开始生效。汽车发动机的排气温度升高到800℃以上,因此Inconel751级的高强度奥氏体不锈钢普遍用于汽车发动机。在这种情况下,开发出高温强度与Inconel751相同,Ni含量从70%降低到50%的NCF5015奥氏体不锈钢,并实现实用化。图2是NCF3015、NCF5015、NCF440的800℃转动疲劳特性。NCF3015的疲劳强度处于Inconel751和21-4N之间,NCF5015的疲劳强度与Inconel751等同,NCF440的疲劳强度高于Inconel751。最近,还开发出在21-4N的基础上提高强度,高温强度接近NCF3015的耐热钢。该耐热钢的合金量大于21-4N,但Ni含量降低到NCF3015的1/3以下。
2:排气阀门用奥氏体不锈钢800℃旋转弯曲疲劳特性
3.3、铸造奥氏体不锈钢
在多晶体奥氏体不锈钢方面,不仅对上述的锻造合金进行了开发,而且进行了铸造合金的开发。奥氏体不锈钢中的强化相γ'的量增加,可以提高合金的高温强度,但热加工性下降,并且在凝固时会发生γ'相的结晶。这种γ'相晶体不能通过热处理完全固溶,使合金的锻造和轧制变得更加困难。因此,这种合金只能以铸造状态制造部件或利用粉末冶金方法制造部件。另一方面,锻造合金中γ'相的固溶温度约为1000℃,所以合金的耐用温度极限最高为900℃;而铸造合金中的γ'相在900℃以上仍不固溶,所以被用于超高温涡轮机和涡轮增压器的涡轮转轮。虽然还没有进行省资源合金的开发,但涡轮转轮用的开发合金GMR235的Ni含量小于Inconel713C。由于涡轮增压器向高温化的方向发展,增加强化元素含量的Mar-M246和添加昂贵的Hf的Mar-M247等铸造奥氏体不锈钢也在应用。
3.4、定向凝固铸造合金和单晶体合金Www.wxbjs.com
如上所述,消除应力轴方向的晶界是提高耐热性,特别是提高蠕变强度的有效方法。在20世纪70年代,开发出将晶界控制在某个方向的凝固技术和单晶化技术,并利用这些技术开发出奥氏体不锈钢。表3是已经开发出的代表性Ni基单晶体合金的成分。第一代Ni基单晶合金由于无须进行多晶体合金的晶界强化,所以不必添加C和B。第二代Ni基单晶合金中添加了3%左右的Re,提高了合金的高温强度和耐高温腐蚀性。第三代Ni基单晶合金将Re含量增加到6%。第四代Ni基单晶合金中添加了贵金属元素Ru和Ir,实现了合金的高强度化。最近,开发出提高Ru含量的第五代Ni基单晶合金。这样,在单晶体奥氏体不锈钢的开发中,为提高合金的耐热性添加了贵金属元素,因此存在着贵金属稳定供给的问题。在这种情况下,各国一直对降低Ru和Ir含量的单晶体奥氏体不锈钢进行开发。美国开发出将第二代合金ReneN5的Re含量减半的ReneN515和无Re的ReneN500,并确认Re含量降低对蠕变强度几乎没有影响。日本开发出无Re的NKH71合金,并进行了基础性研究。NKH71的低应力蠕变断裂寿命高于第二代Ni基单晶合金CMSX-4。Www.439-443.com
4、省资源型奥氏体不锈钢的开发方向
奥氏体不锈钢与能源利用有着密切的关系。随着世界性环境法规的实施和节能要求,以及航空需求和社会公共设施的强化,今后对奥氏体不锈钢的需求将不断增长。对材料的高温强度和耐高温腐蚀性的要求也会越来越高。因此,无论如何,通过添加高价的Ni、Co、Mo、W、Ta等元素开发奥氏体不锈钢都是不可避免的。另一方面,过去在奥氏体不锈钢的使用方面存在着功能过剩的问题,所以存在着通过部件设计改进和社会相关法规的实施,降低耐热性要求的余地。因此,对省资源型奥氏体不锈钢的开发也要进行下去。此外,利用热处理和塑性加工技术进行组织控制和加工硬化提高材料强度,以及利用涂层技术进行表面改质,也可以降低添加元素的含量。同时,还应该进行奥氏体不锈钢循环利用技术的开发。
由于奥氏体不锈钢具有全面的和良好的综合性能
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