K438合金成形效能和工藝K438合金力學效能測試

2023-07-22 01:44:31 字數 1333 閱讀 9797

k438合金概述

k438是耐熱腐蝕性能最優的鑄造鎳基高溫合金之一,其成分和效能與國外廣泛應用的in738相當。該合金不僅具有優異的耐熱腐蝕性能,還具備中等水平的高溫強度和良好的組織穩定性,廣泛應用於900℃以下工作的長壽命艦船和地面工業燃氣輪機的渦輪工作葉片和導向葉片,同時適用於航空發動機的渦輪零件。

材料牌號:k438(又稱k38、m38)。

相近牌號:in738(美國)。

材料的技術標準:yb/t 5248—1993《鑄造高溫合金母合金》。

化學成分(單位:%)見表。

物理及化學效能 熱效能:

熔化溫度範圍:1260~1330℃。

力學效能 測試力學效能的試樣採用熔模精鑄法成形,並在機加工前經過標準熱處理。 技術標準規定的效能見表。

表:

組織結構

相變溫度:y-y'共晶組織和y相在1150℃完全溶解。

時間-溫度-組織轉變曲線。

合金組織結構:合金的組成相有y固溶體、y'相、mc和m₂3cs碳化物、m₃b₂硼化物和微量的y相。y相佔合金重量的47%~49%。在750~900℃長期時效過程中,mc分解,析出mcs,同時y'相聚集長大。在不同溫度時效5000h後的y相平均尺寸見表4-1。在長期時效過程中,晶界上形成mac₆+y網路狀物,它對合金的高溫強度、塑性和韌性有利。合金長期時效過程中不析出片狀a相,但當零件過厚和澆注工藝不適當時,最後凝固區域會有少量a相析出。

表:

工藝效能與要求

成形效能:鑄造效能良好,可鑄出小餘量的精鑄渦輪葉片及其他零件。

零件熱處理工藝:1120℃,2小時,空冷+850℃,24小時,空冷。厚大葉片固溶處理後必須鼓風冷卻。如果冷卻速度緩慢,合金的永續性能將明顯下降。無餘量精鑄零件熱處理過程中應控制熱處理氣氛,避免表面合金元素貧化、氧化或者晶間腐蝕等現象。

表面處理工藝:渦輪葉片表面可採用料漿法滲鋁。零件塗料漿後可結合熱處理制度進行熱擴散處理。另外也可採用鉑-鉻-鋁塗層,電鍍7μm鉑層後,再滲鉻鋁塗層,可使合金的耐熱腐蝕性能提高一倍以上。此外,渦輪葉片的榫齒可進行噴丸強化處理,以提高疲勞效能。

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