镍合金如何加工
① 镍和镍合金管焊接特点和方法是什么
镍和镍合金管焊接特点和方法是什么?
答:
1 镍及镍合金焊接
常用的镍基合金分为4 大系列:
(1)因康镍Inconel(Ni-Gr-Fe 系)
(2)蒙乃尔Monel(Ni-Cu 系)
(3)因科洛依Incoloy(Fe-Ni-Gr 系)
(4)哈斯特洛依Hastlloy(Ni-Mo或Ni-Gr-Mo系)
2 可焊性分析
(1)镍及镍合金焊接最常出现的缺陷是热裂纹,主要原因是镍和铁的二元共晶物中有较低熔点的金属共晶物和非金属共晶物。特别是硫、磷共晶物熔点比镍铁低很多(Ni-S 为645℃、Ni-P 为880℃),在焊缝结晶时低熔点共晶物的液态膜残留在晶界区,同时镍及镍合金线胀系数大,焊接时易产生较大的应力,焊缝结晶时低熔点共晶物的液态膜在收缩应力作用下易产生开裂。
(2)镍及镍合金特别是纯镍、蒙乃尔等合金,固液相温度间距小,流动性偏低,在快速冷却结晶条件下,气体来不及逸出极易在焊缝中产生气孔。因此镍及镍合金焊接应采用小线能量、降低层间温度、加快焊缝冷却速度,焊前彻底清除焊丝、母材坡口处的油、污物,严格控制母材焊材中的硫、磷含量,才能防止裂纹、气孔的产生。
3 焊接方法
镍及镍合金焊接一般采用手工钨极氩弧焊、手工焊条电弧焊、熔化极惰性气体保护焊等方法也可采用埋弧自动焊焊接方法。
4 焊材
4.1焊材选用原则
4.1.1 同种铁镍合金、镍合金的焊接宜选用和母材合金系统相同的焊接材料,若无耐腐蚀性能要求,也可选用与母材合金系统不同的焊接材料,但应保证接头具备设计要求的性能。
4.1.2 异种铁镍合金、镍合金及其与铬镍奥氏体钢组成的异种焊接接头的焊接材料,选用应考虑下列因素:
(1)焊缝的强度(包括高温持久强度)耐蚀性。
(2)线膨胀系数的差异,高温下长时间工作后,可能产生的体积永久性改变。
(3)焊接裂纹、气孔的敏感性。
4.2 常用镍铁合金、镍合金焊材选用参考表2
4.3常用异种镍合金焊材选用参考表3
4.4焊材的烘干
(1)焊条使用前应按焊条产品说明书、质量证明书或焊接工艺指导书中的要求进行烘干。
(2)烘干后的焊条应贮存在100℃的恒温箱内,焊工领用应使用保温筒,如领出时间超过4h,应重新烘烤,但重复烘烤次数不得超过两次。
(3)推荐焊条烘干温度。
4.5 对焊接材料的要求
(1)镍及镍合金管道焊接所用的焊接使用的焊条、焊丝、焊剂、保护气、电极应有出厂合格证和质量证明书。
(2)如果对焊接质量证明书中特性数据有异议,或对其质量有疑问时,应按相应的技术标准进行必要的复验。
(3)焊接材料的储存、保管应符合JB/T3223-96《焊接材料质量管理规程》及相关标准的要求。
(4)钨极氩弧焊宜采用铈钨极,并符合GB4191《惰性气体保护电弧焊和等离子焊接切割用铈钨电极》的规定。
( 5 ) 焊接镍及镍合金使用的氩气纯度不应低于99.99%。
(6)焊接时用氩气输送管宜采用塑料软管,不宜用橡胶软管或其它吸湿性材料的软管。
5 施焊环境
镍及镍合金焊接施工的环境条件应达到以下要求:
(1)环境温度不低于0℃。
(2)手弧焊时风速不大于8m/s,氩弧焊时风速不大于2m/s。
(3)相对湿度不大于90%。
(4)非雨雪天气。
(5)当环境条件不符合以上要求时,应采取有效防护措施后方可施焊。
6 施工准备
6.1 施工采用规范标准
《石油化工铬镍奥氏体钢、铁镍合金和镍合金管道焊接规程》SH/T3523《现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236《镍及镍合金焊条》GB/T13814《镍及镍合金焊丝》GB/T15620
6.2 焊接工艺评定和焊工考试执行标准
焊接工艺评定和焊工考试执行《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236 或《石油化工铬镍奥氏体钢、铁镍合金和镍合金管道焊接规程》SH3523的规定。焊接工艺评定和焊工考试项目均能覆盖焊接产品。
6.3 根据设计文件、相关标准和焊接工艺评定,并编制焊接工艺指导书.
7 焊接工艺
7.1 焊缝清理
(1)焊缝清理坡口、钝边及焊道两侧30mm范围。
(2)焊缝处氧化膜用锉刀、砂轮清理。
(3)焊缝处污物、油脂、漆应用丙酮、碱液或专用合成剂清理。
7.2 焊接注意事项
7.2.1 焊接时在保证焊透和熔合良好的前提下,在工艺参数范围内尽量采用小的焊接线能量、短电弧、不摆动或小摆动的操作方法。
7.2.2 当焊件较厚需多层焊应符合下列规定:
(1)除打底焊外其余焊层宜采用多道焊。
(2)层内温度应小于100℃。
(3)每一层每一道焊完后均应彻底清除焊道面的熔渣,并消除各种表面缺陷。
(4)各层各道的焊接接头要错开。
7.2.3 采用实芯焊丝或不填丝的钨极氩弧焊时,焊缝背面应充氩,实行内保护,内保护措施可采用管子整体或局部充氩两种方法,并应符合下列要求:
(1)管内充氩气开始时流量可适当加大,确认管内空气完全排除后方可施焊。
(2)焊接时充氩气流量可逐步降低,以避免充氩气压力较高而造成焊缝背面在成形时出现内或根部未焊透现象。
7.2.4 钨极氩弧焊时,焊丝的加热端应始终在氩气保护之下。为加强保护效果可在焊嘴后侧家一辅助输送保护气拖罩。
7.2.5 焊件表面严禁电弧擦伤,并严禁在焊件表面引弧、收弧。
7.2.6 与焊件连接的焊接电源地线不得直接接触工件,应采用与焊件同材质的材料过渡连接,以避免铁污染。
7.2.7 焊接中应确保引弧与收弧的质量,收弧的弧坑应填满。
7.2.8 焊接管径较小且热裂倾向较大材质的焊缝时,宜采取焊缝两侧装冷却铜块,或用冷水、乙醇檫拭焊缝两侧等措施,以减少焊缝的高温停留时间,加快焊缝冷却速度。
7.2.9 焊接完毕必须及时将焊缝表面的熔渣及周围的飞溅物,防飞溅材料清理干净。
7.2.10 焊接施工中避免污染,应采用不锈钢锤、不锈钢丝刷、专用砂轮片。
7.3 焊接工艺参数
不同系列的镍及镍合金焊接工艺参数稍有不同
7.3.1 推荐手工电弧焊焊接工艺参数(见表6)
② 镍合金好不好加工
主要生产企业有:中航工业、钢研高纳、炼石有色、抚顺特钢、高钢特钢和二重型机械集团万航模锻厂(二重)等。在此基础上,我国已具备了高温合金新材料、新工艺和研究的能力。虽然高温金属合金材料在我国已发展近60年,但行业发展仍处于成长期。由于高温金属合金材料领域具有较高技术含量,该行业企业拥有较深护城河。我国高温金属合金每年需求量在2万吨以上,国内年生产量在1万吨左右,市场容量超过80亿元,其中进口占比较大。未来20年我国各类军机采购需求在2800架左右,民用飞机采购数量在5400架左右,对应的高温合金需求在1500亿以上,再加上500亿的燃气轮机需求,仅高温合金空间一项就有2000亿的市场空间即将。
特种合金的零部件,由于是在高温、重载及燃气冲刷等恶劣的环境条件下工作,既要考虑高温瞬时强度、持久、蠕变、疲劳等性能,又要考虑高温氧化问题。对这类合金原材料冶金质量要求非常高,为了获得高质量的合金,必须准确控制合金成分和减少合金中的气体、有害夹杂及非金属夹杂物含量,提高合金的纯洁度,我厂经多年不断摸索,技术工艺不断改进,采用真空双联 三联工艺熔炼,不但将合金中低熔点有色杂质元素及气体被去除,非金属夹杂物得到了降低,并且结晶组织得到了改善,使合金的热加工性能显著的提高,加之我厂专业锻造技能,从而确保了合金终产品的质量。
2.4611镍铬钼合金容易加工吗
高温合金760℃800MPa级高温材料铸造高温合金
铸造高温合金是指可以或只能用铸造方法成型零件的一类高温合金。其主要特点是:
1.具有更宽的成分范围由于可不必兼顾其变形加工性能,合金的设计可以集中考虑优化其使用性能。如对于镍基高温合金,可通过调整成分使γ’含量达60%或更高,从而在高达合金熔点85%的温度下,合金仍能保持优良性能。
2.具有更广阔的应用领域由于铸造方法具有的特殊优点,可根据零件的使用需要,设计、制造出近终形或无余量的具有任意复杂结构和形状的高温合金铸件。
根据铸造合金的使用温度,可以分为以下三类:
类:在-253~650℃使用的等轴晶铸造高温合金这类合金在很大的范围温度内具有良好的综合性能,是在低温下能保持强度和塑性均不下降。如在航空、航天发动机上用量较大的K4169合金,其650℃拉伸强度为1000MPa、屈服强度850MPa、拉伸塑性15%;650℃,620MPa应力下的持久寿命为200小时。已用于制作航空发动机中的扩压器机匣及航天发动机中各种泵用复杂结构件等。
二类:在650~950℃使用的等轴晶铸造高温合金这类合金在高温下有较高的力学性能及抗热腐蚀性能。例如K419合金,950℃时,拉伸强度大于700MPa、拉伸塑性大于6%;950℃,200小时的持久强度限大于230MPa。这类合金适于用做航空发动机涡轮叶片、导向叶片及整铸涡轮。
三类:在950~1100℃使用的定向凝固柱晶和单晶高温合金这类合金在此温度范围内具有优良的综合性能和、抗热腐蚀性能。例如DD402单晶合金,1100℃、130MPa的应力下持久寿命大于100小时。这是国内使用温度的涡轮叶片材料,适用于制作新型高性能发动机的一级涡轮叶片。
随着精密铸造工艺技术的不断提高,新的特殊工艺也不断出现。细晶铸造技术、定向凝固技术、复杂薄壁结构件的CA技术等都使铸造高温合金水平大大提高,应用范围不断提高。
③ 高镍合金的加工有哪些
镍基合金是指在650~1000℃高温下有较高的强度与一定的抗氧化腐蚀能力等综合性能的一类合金。按照主要性能又细分为镍基耐热合金,镍基耐蚀合金,镍基耐磨合金,镍基精密合金与镍基形状记忆合金等。高温合金按照基体的不同,分为:铁基高温合金,镍基高温合金与钴基高温合金。其中镍基高温合金简称镍基合金。
④ 镍基高温合金的性能及生产工艺是什么
高温合金主要牌号:
固溶强化型铁基合金:
GH1015、GH1035、GH1040、GH1131、GH1140
时效硬化性铁基合金:
GH2018、GH2036、GH2038、GH2130、GH2132、GH2135、GH2136、GH2302、GH2696
固溶强化型镍基合金:
GH3030、GH3039、GH3044、GH3028、GH3128、GH3536、GH605,GH600
时效硬化型镍基合金:
GH4033、GH4037、GH4043、GH4049、GH4133、GH4133B、GH4169、GH4145、GH4090
国外的高温合金叫包含inconel系列 incoloy系列 Hastelloy系列
成分和性能
镍基合金是高温合金中应用最广、高温强度最高的一类合金。其主要原因,一是镍基合金中可以溶解较多合金元素,且能保持较好的组织稳定性;二是可以形成共格有序的 A3B型金属间化合物γ'[Ni3(Al,Ti)]相作为强化相,使合金得到有效的强化,获得比铁基高温合金和钴基高温合金更高的高温强度;三是含铬的镍基合金具有比铁基高温合金更好的抗yang化和抗燃气腐蚀能力。镍基合金含有十多种元素,其中Cr主要起抗yang化和抗腐蚀作用,其他元素主要起强化作用。根据它们的强化作用方式可分为:固溶强化元素,如钨、钼、钴、铬和钒等;沉淀强化元素,如铝、钛、铌和钽;晶界强化元素,如硼、锆、镁和稀土元素等。
⑤ 镍基合金718用什么加工
YG8 /YG15/立方氮化硼 刀具加工
Inconel718是沉淀硬化型高温合金,镍基合金,耐高温耐腐蚀。
Inconel718特性及应用领域概述:
该合金在-253~700℃温度范围内具有良好的综合性能,650℃以下的屈服强度居变形高温合金的首位,并具有良好的抗疲劳、抗辐射、抗氧化、耐腐蚀性能,以及良好的加工性能、焊接性能良好。能够制造各种形状复杂的零部件,在宇航、核能、石油工业及挤压模具中,在上述温度范围内获得了极为广泛的应用。
Inconel718相近牌号:
GH4169GH169(中国)、NC19FeNb(法国)、W.Nr.2.4668NiCr19Fe19Nb5(德国)
Inconel718金相组织结构:
该合金标准热处理状态的组织由γ基体γ'、γ'、δ、NbC相组成
Inconel718工艺性能与要求:
1、因Inconel718合金中铌含量高,合金中的铌偏析程度与治金工艺直接有关。
2、为避免钢锭中的元素偏析过重,采用的钢锭直径不大于508mm。
3、经均匀化处理的合金具有良好的热加工性能,钢锭的开坯加热温度不得超过1120℃。
4、该合金的晶粒度平均尺寸与锻件的变形程度、终锻温度密切相关。
5、合金具有满意的焊接性能,可用氩弧焊、电子束焊、缝焊、点焊等方法进行焊接。
6、合金不同的固溶处理和时效处理工艺会得到不同的材料性能。由于γ”相的扩散速率较低,所以通过长时间的时效处理能使Inconel718合金获得最佳的机械性能。
Inconel718主要规格:
Inconel718无缝管、Inconel718钢板、Inconel718圆钢、Inconel718锻件、Inconel718法兰、Inconel718圆环、Inconel718焊管、Inconel718钢带、Inconel718直条、Inconel718丝材及配套焊材、Inconel718加工件
篇幅有限,如需更多更详细介绍,欢迎咨询了解。
⑥ 镍基高温合金该用什么刀具进行车加工
镍基高温合金要用立方氮化硼刀具加工。
立方氮化 硼(CBN)是氮化硼 BN 的同素异构体专之一,结构与金刚属石相似,是用超高温超高 压技术人工合成的超硬材料。其硬度仅次于金刚石 ( 显微硬度可达 8000 ~ 9000HV),且热稳定性高(达 1250~1350℃),对铁族元素化学惰性大,抗黏结能 力强,用金刚石砂轮即可磨削开刃,故适于加工 35HRC 以上的硬质材料,如各种 淬硬钢(碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、轴承钢、模具钢等)、冷硬铸铁、钴 基和镍基高温合金、硬质合金、表面喷涂(焊)材料等高硬及耐磨材料,也可用于 钛合金、 纯镍、 纯钨及其它材料的加工。 它是以车、 铣代替磨削的最佳刀具之一。
⑦ 镍是怎么生产出来的呢
①电解法。将富集的硫化物矿焙烧成氧化物,用炭还原成粗镍,再经电解得纯金属镍。②羰基化法。将镍的硫化物矿与一氧化碳作用生成四羰基镍,加热后分解,又得纯度很高的金属镍。③氢气还原法。用氢气还原氧化镍,可得金属镍。镍大部分用于制造不锈钢和抗腐蚀合金。镍还大量用于镀镍。镍铜合金用于电阻合金、热交换器和冷凝器管道。镍铬铁合金用于制造蒸气叶轮机和电热丝。在化学工业中镍用作加氢反应的催化剂。
⑧ 铁镍铜合金怎么加工
常用铁镍铜合金型号主要有NCu28.2.5.1.5、NCu40-2-1、NCu30-4-2-1。
铁镍铜合金可以通过车床加工。
镍铜合金多用于制作对耐蚀性能、高温抗疲劳等要求较高的高温环境作业的零部件,如行波管、磁控管等。NCu28 -2. 5-1.5型合金在室温的干燥气体中很稳定,但在含有水分的氧化氮、氨、硫化物和氯、溴、碘等卤素中却腐蚀得很厉害。在中性、碱性和弱酸性碳酸盐、盐酸盐、硫酸盐、硝酸盐、醋酸盐的溶液中,NCu28-2. 5-1.5合金是耐蚀的;但当上述介质含有铁、铜、锡和汞的氯盐时,则腐蚀速度加快。相反,含有铬酸盐和葡萄糖时则减慢。
⑨ 谁比较了解镍合金,钛合金(数控车,铣)机械加工方法
镍材跟铝材较接近,质轻, 比较好加工, 建议选用跟铝材类似 的参数,适当修正,钛材虽然质轻但是容易损刀,建议采用不锈钢加工的参数适当修正,采用钨合金刀具,镍可以中高速,太低中速,冷却油冷却,可以参考一下!