材料性能要求
高溫合金緊固件需滿足以下關(guān)鍵性能:
高溫強(qiáng)度:在600℃以上仍保持高抗拉強(qiáng)度和蠕變抗力(如GH4169在650℃下屈服強(qiáng)度居變形高溫合金)。
抗氧化與抗熱腐蝕:通過合金化設(shè)計(如增加Cr、Al含量)形成保護(hù)性氧化膜,抵抗高溫氧化和腐蝕性環(huán)境。
疲勞性能:需承受交變載荷,如航空發(fā)動機(jī)振動導(dǎo)致的疲勞應(yīng)力。
熱膨脹匹配:與連接部件(如鈦合金、不銹鋼)的熱膨脹系數(shù)相近,避免熱應(yīng)力失效。
高溫合金溫鐓螺絲線是一種用于制造高溫合金螺栓的工藝路線,主要針對航空航天、能源等領(lǐng)域?qū)Ω邚?qiáng)度、耐高溫、抗疲勞緊固件的需求。
GH4169(Inconel 718)
特性:沉淀強(qiáng)化型鎳基合金,基體為奧氏體(γ相),主要強(qiáng)化相為γ″和γ'(Ni3(Al,Ti,Nb))。在-253~650℃范圍內(nèi)具有的綜合性能,包括高屈服強(qiáng)度、抗疲勞、抗氧化、耐腐蝕及長期組織穩(wěn)定性。
應(yīng)用:航空發(fā)動機(jī)緊固件(如螺栓、螺母、螺釘)、渦輪盤、機(jī)匣連接等,占高溫合金緊固件供應(yīng)量的很大比例3。
強(qiáng)度等級:集中在1275MPa和1512MPa,適用于嚴(yán)苛的高溫承力部位。
GH4738(Waspaloy)
特性:γ'相沉淀硬化型鎳基合金,通過降低碳含量、提高鋁+鈦含量增強(qiáng)強(qiáng)度,純凈度較高,在-253~815℃下具備高強(qiáng)度、抗氧化、耐腐蝕及良好的強(qiáng)韌性匹配。
應(yīng)用:700℃以上航空航天緊固件的重要選材,如氣動端頭、高溫?zé)g部位的連接件。
力學(xué)性能:
高溫合金需具備高抗拉強(qiáng)度(如GH4169達(dá)1512MPa)、持久蠕變抗力和抗疲勞性能,以應(yīng)對航空發(fā)動機(jī)的動態(tài)載荷。
鈦合金(如TC4-D)和鋁合金(如Al-Cu系)雖輕量化優(yōu)勢明顯,但僅適用于低溫或中溫環(huán)境。
鎳基合金
Inconel 718:具有出色的高溫強(qiáng)度、耐腐蝕性和抗氧化性,在海洋工程中廣泛應(yīng)用,尤其是在高溫、高壓和腐蝕環(huán)境下的緊固部件。
Hastelloy C-276:對多種腐蝕性介質(zhì)具有的耐受性,包括海水和酸性環(huán)境,適用于海洋化工設(shè)備和海洋平臺的緊固件。
MP35N:一種鈷鎳基合金,具有的強(qiáng)度和韌性,適用于需要承受高應(yīng)力和沖擊載荷的海洋工程部件。