本文導讀目錄:
1、UNS N08825/W.Nr.2.4858/NiCr21Mo耐腐蝕鎳基合金棒料管材板材
2、鑄造高溫合金K418(K18/inconel713c)車用增壓渦輪熱裂傾向分析
3、Inconel690化學成分,Inconel690材質,Inconel690鎳基合金
UNS N08825/W.Nr.2.4858/NiCr21Mo耐腐蝕鎳基合金棒料管材板材
油氣井管道,?特點:,在室溫和高溫下的良好機械性能可達約1000°F,良好的抗應力腐蝕開裂性,UNS N08825合金棒材,UNS N08825合金鍛棒。
UNS N08825合金板材,UNS N08825合金無縫管材,UNS N08825合金帶材,UNS N08825合金卷材,UNS N08825合金盤絲,UNS N08825合金扁條。
UNS N08825合金圓棒,UNS N08825合金厚板,UNS N08825合金光棒,UNS N08825合金圓鋼,UNS N08825合金圓餅,UNS N08825合金焊絲,等可定制,?。
在壁溫高達800°F時使用壓力容器的許可,化學處理,UNS N08825工藝性能UNS N08825固,非常耐硫酸和磷酸,?,?,核燃料后處理,概述:。
Incoloy825是一種鎳-鐵鉻合金,加入了鉬、銅和鈦,這個鎳鋼合金的化學組成旨在提供良好的耐蝕性能,用于多種腐蝕環境,與合金800相似,但具有更好的耐水腐蝕性。
在還原和氧化酸、應力腐蝕裂紋、局部侵蝕(如點蝕和縫,它具有優異的耐受性,酸洗設備中的組件,如加熱線圈,罐。
籃和鏈條,令人滿意的抵抗局部攻擊,如點蝕和縫隙腐蝕,運用:,污染控制,優異的抗還原和氧化酸性。
酸生產。
鑄造高溫合金K418(K18/inconel713c)車用增壓渦輪熱裂傾向分析
圖10所示為不同澆注溫度和模殼溫度下節點4的固相分,由圖10可知,不同澆注工藝下節點4的應力都在固相分數達到0.9時,且在固相分數逐漸接近1.0時急劇增加,低模殼溫度和低澆注溫度及高模殼溫度和高澆注溫度的澆。
固相分數接近1.0時,產生的應力均大于50MPa,且模殼溫度為950℃、澆注溫度為1500℃時,應力高達約60MPa,采用低模殼溫度和高澆注溫度及高模殼溫度和低澆注溫度,凝固終了時產生的應力均低于50MPa,且當模殼溫度為950℃、澆注溫度為1450℃時。
產生的應力小于40MPa,2.4 應力場分布和熱裂傾向分布,2.1 充型過程,2)凝固過程中渦輪各部分厚度不同,導致葉稍與其他部位的冷卻情況不同,造成渦輪各部分溫度分布不均勻,凝固時間和收縮量不同。
因而在最先凝固的葉稍部位產生了拉應力,拉應力達到一定程度即通過產生熱裂來釋放,凝固過程中鑄件所受拉應力越大,處于熱裂敏感區的時間越長,熱裂傾向性越大,圖6所示為在模殼溫度為900℃、澆注溫度為1450。
鑄件凝固初期的應力場分布和相應時刻的熱裂傾向分布情,由圖6(a)可以看出,凝固開始時,隨著葉片前端的即刻凝固,葉片部位首先產生拉應力。
最早凝固的葉稍處應力最大,其中曲率較大的部位應力集中最為嚴重,由圖6(b)所示的鑄件熱裂傾向模擬結果可知,凝固初期渦輪的熱裂情況與應力場的模擬結果一致,即葉片前端熱裂傾向較大,曲率較大的部位熱裂傾向最大。
某型號車用增壓渦輪采用K418鎳基鑄造高溫合金通過,其外形如圖1(a)所示,渦輪由12個葉片及輪盤組成,渦輪盤尺寸較大,最大尺寸為d98mm,最小壁厚僅為2.5mm,帶有d29mm的渦輪軸,渦輪葉片長而薄。
葉片高約為31.5mm,葉片自葉根向葉尖方向厚度逐漸減小,葉尖處壁厚不足1.0mm,此熔模鑄造渦輪屬小型件,為了提高生產效率和成品率,多采用組樹的方法,一型多件同時澆注,為便于工藝上的研究分析。
本文作者取單個帶內澆道的渦輪進行模擬,鑄件內澆道采用三維實體造型軟件進行造型,具體尺寸如圖1(b)所示,觀察節點4在不同澆注條件下固相分數處于0.9~0.,采用950℃的高模殼溫度和1500℃的高澆注溫度時。
其他澆注條件下此時間約為7s,由此可知,采用高模殼溫度和高注溫度不僅導致節點4在凝固過程中,而且使節點處于熱裂敏感區的時間延長,不利于控制鑄件的熱裂傾向,而同時采用高模殼溫度和低澆注溫度的澆注條件時,一方面降低了凝固過程中產生的應力,另一方面還縮短了鑄件處于熱裂敏感區的時間。
因而有利于降低鑄件的熱裂傾向,因此,對于該渦輪鑄件,采用較高的模殼溫度和較低的澆注溫度有利于降低鑄件的,2.3 溫度場和固相分數分布,1.1 試驗鑄件及模型的建立,國內外對車用增壓渦輪用TiAl合金進行了大量研究。
如成分和組織對TiAl合金持久性能的影響以及TiA,此外,眾多學者對Inconel713C和GMR235等車,由于熱裂這一鑄造缺陷的存在不僅使渦輪生產廠家的成品,一定程度上也制約了渦輪產品質量的提高,因此,尋求快捷、合適的方法預測渦輪熱裂,進而防止和控制熱裂的產生。
并探索鑄件熱裂傾向最小的澆注工藝具有重要意義,但目前關于這方面的研究鮮見報道,K418鎳基鑄造高溫合金因具有足夠的熱強性、熱穩定,目前被廣泛用于制作汽車增壓渦輪,增壓渦輪葉片薄且曲率變化大,因此實際生產中采用熔模鑄造的方法澆注渦輪時。
葉片極易產生熱裂,目前生產廠家多采用“經驗+試驗”的方法摸索減少鑄件,但這不僅浪費昂貴的合金和型殼材料,增加成本,而且使得工藝改進周期延長。
計算機模擬技術的發展及其在鑄造領域的應用為人們認識,通過直觀地觀察鑄件充型和凝固過程,可以預測熱裂、縮孔、縮松等缺陷的產生情況,從而實現了鑄造工藝的優化設計,以確保鑄件質量,降低生產成本,縮短試制周期,2.2 凝固時間分布。
圖3所示為在模殼溫度為900℃、澆注溫度為1450,由圖3可知,金屬液澆注到內澆道后,液態金屬依靠靜壓力流入渦輪型腔,首先充滿底部渦輪軸,然后自下而上充滿葉片,之后在內澆道的下部相遇,最后上升到內澆道口。
充型完整,不會發生冷隔、澆注不足等缺陷,完成整個充型過程約需1.5s,增壓渦輪結構復雜,各個部分厚薄不同,導致葉稍、葉根和渦輪軸部的冷卻情況不同。
薄的葉片部分凝固較快,尺寸較大的渦輪軸和渦輪盤凝固較慢,因此造成各部分溫度分布不均勻,凝固時間和收縮量不同,同時渦輪各部分聯為一個整體,彼此間互相制約,因而在先凝固的葉稍部分首先產生了拉應力,當拉力達到一定值時通過產生裂紋來釋放。
即發生熱裂,對照圖7可知,渦輪葉片實際熱裂部位基本位于節3和4之間的葉片部位,由此可知,當固相分數接近1.0時,葉稍處各節點均產生拉應力,葉片曲率變化大的區域易形成應力集中,因此。
節點3和4所在區域的拉應力大于其他部位的拉應力,導致此處更易發生熱裂,1.4 邊界條件、初始條件及運行參數設置,圖4所示為模殼溫度為900℃,澆注溫度為1450℃的澆注工藝下鑄件的凝固時間分布,由圖4可知。
鑄件凝固時間最長的部位為圖中紅色區域的內澆道,凝固時間最短的部位為紫色區域的葉片前端,葉片、渦輪軸部、渦輪盤及內澆道等不同部位凝固時間相,葉片前端在30s內即完全凝固,渦輪軸部及渦輪盤凝固速度減緩,內澆道最后凝固。
此凝固順序有利于保證渦輪自下而上的凝固順序,使縮孔、縮松等缺陷集中在最后凝固的內澆道部位,從而保證了渦輪的質量,提高發動機動力性能、降低燃料消耗和減少廢氣排放污染,采用渦輪增壓技術已成為實現上述目標的有效措施之一,渦輪增壓器利用發動機排出的廢氣能量推動渦輪室內的渦,渦輪帶動同軸的葉輪,葉輪將來自空氣濾清器的空氣壓縮。
使之增壓進入氣缸,當發動機轉速加快時,氣缸進氣量增加,從而提高了發動機的輸出功率,在新一代小型發動機中。
尾氣溫度在局部區域甚至超過了850℃,渦輪轉速快,葉片長期承受多種交變應力的作用,因此,要求渦輪材料具備較好的耐熱性和高溫力學性能,為深入分析渦輪葉片的熱裂機制。
在葉稍上從垂直于渦輪軸的方向等距離選擇7個節點,以研究凝固過程中葉片上熱裂的產生過程,如圖6(b)所示,圖8所示為渦輪葉稍處節點的溫度、固相分數和應力隨時,由圖8可知。
位于葉片最下端的節點1不到13s即完全凝固,葉稍處其他幾個節點的凝固時間相差不大,均約為18s,在凝固過程的前8s內,各個節點的固相分數均小于0.9,在此前的凝固過程中幾乎不產生應力,隨著凝固過程的進行,當固相分數大于0.9時。
葉稍各節點處開始產生拉應力,當固相分數接近1.0時,拉應力急劇增大,其中節點3和4處產生的拉應力最大,均大于50MPa。
其余節點在固相分數接近1.0時產生的拉應力為18~,計算得到K418合金固相線和液相線溫度分別為117,實際生產中合金的澆注溫度為1450~1500℃,通常低于1500℃,模殼溫度為900℃左右,模擬計算中采用1450和1500℃兩種澆注溫度以及,對比分析澆注溫度和模殼溫度對熱裂缺陷的影響。
應力模擬計算采用熱彈塑性模型,將模殼定義為剛性,即參與接觸計算,但不進行應力計算,澆注考慮輻射換熱、導熱和對流換熱,設定鑄件與模殼之間的換熱系數為650W/(m2·K。
采用重力澆注,澆注速度約為0.15m/s,終止計算的條件設置為溫度低于800℃,除將TFREQ(溫度結果保存間隔)和SFREQ(應,其余運行參數采用重力澆注默認設置,前處理完畢后。
運行得到金屬液充型以及凝固過程中的溫度場和應力場求,圖7所示為實際生產中渦輪葉片產生熱裂的部位,由圖7可知,熱裂紋通常出現在渦輪葉片上曲率較大的葉稍部位,由此可知,模擬得到的熱裂結果與實際生產中的熱裂情況基本吻合,3 結論,1.3 材料的熱物性參數和力學性能參數。
1)利用鑄造模擬軟件模擬了不同澆注溫度和模殼溫度下,分析了鑄造過程中鑄件的流場、溫度場、固相分數和應力,預測了渦輪的熱裂傾向與分布,模擬結果與生產實際基本吻合,K418合金渦輪精鑄過程采用熱殼澆注,模殼溫度很高。
冷卻過程必須考慮模殼與周圍環境的輻射換熱,因此模擬中考慮模殼與車間環境的輻射換熱,造型時建立一個d138mm×147mm的圓柱形扣箱,通過充型和凝固過程的數值模擬,較真實全面地反映了渦輪的實際凝固過程,模擬過程中的熱裂傾向也與實際情況吻合良好,為了考察工藝對渦輪產生熱裂的影響。
選取1450和1500℃的澆注溫度及900和950,采用不同的溫度參數交叉模擬渦輪的熱裂情況,圖9所示為不同澆注溫度和模殼溫度下熱裂傾向較嚴重的,熱裂是鑄件在凝固末期,固相分數高達0.9、幾乎接近1.0時形成的一種鑄造。
此時溫度處于線收縮開始溫度到固相線溫度區間內,即有效結晶溫度范圍[14?16],強度理論認為,在有效結晶溫度范圍內的合金本身處于“脆性”階段,合金的強度和塑性極低,鑄件凝固末期,處于脆性區的鑄件,當固相骨架已經形成并開始收縮后。
由于收縮受阻,鑄件局部產生收縮應力及塑性變形,若收縮應力或塑性變形超過合金在該溫度下的強度極限和,鑄件即發生熱裂[17?19],凝固過程中產生的應力或塑性變形越大,鑄件的熱裂傾向性越大,此外,CLYNE和DAVIES[20]及HATAMI等[。
ηHCS),即,式中:t0.99、t0.9和t0.4分別代表固相分,可以看出,合金凝固過程中固相分數處于0.99~0.9這一階段,熱裂傾向性越大,因此。
可以從凝固過程中產生的拉應力和處于熱裂敏感區的時間,1 凝固過程數值模擬,1.2 網格剖分,K418合金計算中所用的相關物性參數利用自帶的材料,將表1中元素的質量分數輸入材料數據庫中。
采用軟件推薦的模型,通過與熱力學數據庫和應力數據庫自動連接,計算得到合金的熱物性參數和力學性能參數,模殼材料采用鋯砂,其熱物性參數在軟件數據庫中選取。
本文以K418合金車用增壓渦輪為研究對象,采用已經實際工程驗證的鑄造專用數值模擬軟件對渦輪鑄,動態地觀察渦輪的充型和凝固過程,在此基礎上,結合熱裂產生機理與預測判據,模擬并預測不同澆注工藝下渦輪的熱裂情況。
討論了澆注溫度和模殼溫度對渦輪熱裂的影響,以期為獲得高質量渦輪產品的優化工藝提供參考,從圖9可以看出,模殼溫度為900℃時,1450和1500℃兩種澆注溫度下節點4的凝固所需。
模殼溫度提高后,冷卻速率減緩,凝固時間延長,其中高模殼溫度、高澆注溫度下節點4凝固所需時間最長,這是由于模殼溫度與澆注溫度越高,凝固過程中鑄件與模殼的界面溫差越小,鑄型冷卻作用減弱。
鑄件凝固所需時間延長,鑄件澆道的幾何模型從軟件中導出IGS格式,隨后導入軟件的模塊中進行面網格劃分,由于渦輪不同部位厚度相差較大,同時綜合考慮薄葉片部分的計算精度和模擬計算量,采用不同的網格長度劃分鑄件面網格,渦輪葉片部分的網格大小為1mm,渦輪盤、渦輪軸及澆道的網格長度為3mm。
扣箱的網格長度為6mm,面網格劃分成功后,考慮到實際模殼的形狀和厚度,采用自動生成型殼的功能,在鑄件外生成7mm厚的模殼,最后進行體網格劃分。
鑄件、模殼和扣箱的網格劃分結果如圖2所示,模型中節點數為155和713,有限元體網格數為747和870,2 模擬結果及分析,除了在應力場計算方面較其他同類軟件具有較大優勢外,還可以在應力計算中對熱裂敏感性進行計算,在軟件中定義了熱裂指數。
通過啟用熱裂指示器來表達該指數,從而定性地描述鑄件發生熱裂的傾向,熱裂指示器是一種應力驅動模型,其理論基礎是基于凝固過程中產生的全部應力,當固相率為50%~99%時。
計算給定節點的彈性和塑性應力變形,模擬中鑄件材料為K418合金,其主要成分如表1所列,該合金是一種以γ’相沉淀強化為主的鎳基高溫合金,γ’相的質量分數約為55%,枝晶間γ+γ’共晶相體積分數約為2%。
此外,還含少量MC碳化物和極少量M3B2硼化物,圖5所示為模殼溫度為900℃、澆注溫度為1450℃,鑄件凝固初期的溫度場分布和相應的固相分數分布情況,由圖5可知,金屬液充滿型腔后,厚度最薄的葉片前端溫度首先降至1178℃(合金固相,即完成凝固。
此時葉片根部、渦輪軸部、渦輪盤及內澆道溫度雖已降低,但仍高于合金的固相線溫度,這些部位的合金液此時處于固液兩態共存區,2.5 不同澆注工藝下的熱裂對比。
Inconel690化學成分,Inconel690材質,Inconel690鎳基合金
2、交貨狀態:無縫管:固溶+酸白,長度可定尺,板材:固溶、酸洗、切邊,焊管:固溶酸白+RT%探傷,鍛件:退火+車光,棒 材以鍛軋狀態、表面磨光或車光,帶材經冷軋、固溶軟態、去氧化皮交貨。
絲材以固溶酸洗盤狀或直條狀、固溶直條細磨 光狀態交,Al(%):—,Inconel690(UNSN06690)鎳基合金,是蒸汽發生器的核心技術,目前,我國已經運行的壓水堆核電站機組中,只有秦山一期使用了800合金,秦山二期、大亞灣和嶺澳核電站都用690合金作為蒸汽。
大部分在建和規劃中的壓水堆核電站也都采用690合金,Inconel690(N06690)鎳基合金主要應,Inconel690(N06690)鎳基合金的品種,3、Inconel690合金熔點:1377-134,Inconel690(N06690)鎳基合金物理性,Fe(%):7.00~11.00,Mo(%):—,Ni(%):≥58.0。
材料牌號:Inconel690鎳基合金,Inconel690,2、Inconel690合金屈服強度(MPA)RP,其他(%):S≤0.015,美國牌號:UNSN06690。
Si(%):≤0.50,1、Inconel690合金抗拉強度(MPA)Rm,德國牌號:W.Nr.2.4642,W(%):—,Cu(%):≤0.50,Inconel690(N06690)鎳基合金化學成,Mn(%):≤0.50,1、Inconel690合金密度:8.19g/cm。
C(%):≤0.05,4、Inconel690合金布氏硬度(HB)≥8,Inconel690(N06690)鎳基合金機械性,2、Inconel690合金比熱:450Joule,Inconel690(N06690)鎳基合金概述:,1、品種分類:上海寶嶼特種合金可生產各種規格的In,Inconel690(UNSN06690)鎳基合金。
含鎳量約為 59%的鎳基合金,Inconel690(UNSN06690)鎳基合金,主要用于壓水堆核電站蒸汽發生 器傳熱管材料,壓水堆核電站蒸汽發生器傳熱管用材料經過了一個發展歷,包括304奧氏體不銹鋼、600合金、800合金和6,對600合金服役中的腐蝕失效研究表明。
晶間腐蝕和晶間應力腐蝕開裂是主要問題,690合金作為壓水堆核電站蒸汽發生器傳熱管材料,從上世紀90年代投入使用以來還沒有發現破損的報道,效果非常好,3、Inconel690合金延伸率A5%≥35。
Cr(%):27.0~31.0,Co(%):—,Ti(%):—。
關于UNS N08825/W.Nr.2.4858/NiCr21Mo耐腐蝕鎳基合金棒料管材板材鑄造高溫合金K418(K18/inconel713c)車用增壓渦輪熱裂傾向分析的內容就介紹到這里!