GH2132高温合金钢电镀硬铬工艺改进及监管重点

采用通用电镀硬铬工艺,高温合金钢GH2132材料零件电镀硬铬容易发生起皮、脱铬现象。为了解决高返工率的问题,从选择阳极电解除油、改进浸蚀方式、非必要加入预镀镍中间镀层、调整电镀硬铬工艺参数、设计专用工装等方面对GH2132材料零件电镀硬铬工艺进行了改进,并将改进方式模拟批产实验,验证其生产适用性。结果表明,改进方式和对应的质量监管措施,可明显改善GH2132高温合金钢铬镀层的表面质量,并且适用批量生产,既提高了制造质量又提高生产效率,保障零件正常快速流转。

涂层刀具高速铣削高温合金GH2132磨损形态及磨损机理

用2种硬质合金涂层刀具进行铁基高温合金GH2132的高速干铣削试验,采用电子扫描显微镜(scanning electron microscopy,SEM)观察刀具的磨损形貌,对刀具的主要磨损机理进行了分析.结果表明:刀具的磨损形态主要是后刀面磨损;KC725M涂层由TiN、TiAlN组成,涂层易剥落;KC525M涂层只有1层TiAlN,涂层不易脱落,但由于机械冲击产生沟槽磨损,形成应力集中,导致在切削刃处产生较大的磨损;不论KC525M还是KC725M,涂层剥落后,切削区产生的瞬时高温均使基体中粘结相发生软化,造成硬质相颗粒脱落和基体的剧烈磨损.研究结果可用于指导高速切削刀具材料的设计、合理选用及刀具磨损控制.

GH2132高温合金热变形行为研究

采用Gleeble-3500和Deform-3D有限元软件研究了GH2132高温合金在变形温度为950~1100℃和应变速率为0.001~10 s-1时的热变形行为。研究表明,在应变速率为1 s^(-1)时,流变曲线与其他流变曲线明显不同,表现出显著的应力降现象。基于流变应力与变形温度和应变速率的关系,构建了GH2132高温合金的本构方程和热加工图。基于热加工图分析,GH2132高温合金可热加工的区域为1070~1100℃/10^(-3)~0.13 s^(-1),较好的热加工参数为1100℃/10^(-2)s^(-1)。采用Deform-3D有限元软件对GH2132高温合金在不同变形条件下的温度分布进行了模拟,随着变形温度的降低和应变速率的升高,热变形过程中试样表面和心部的温度差增大,温度分布不均匀程度增加。基于温度场的有限元模拟结果可知,变形条件为1100℃/10^(-2)s^(-1)时,试样表面和心部温度分布非常均匀。真应变为0.7时,试样心部和表面的温度差仅为0.21℃。

高温合金GH2132的耐用度和磨损规律

本文通过对比试验研究了高温合金GH2132在无涂层硬质合金刀具、Ti Al N涂层硬质合金刀具和C7 PLUS涂层硬质合金刀具切削下的耐用度和磨损规律。结果表明:C7 PLUS涂层硬质合金刀具切削的耐用度最好;磨损规律分析表明硬质合金刀具在切削GH2132合金时,低速时刀具主要发生粘结磨损和磨粒磨损,高速时主要发生扩散磨损,同时也会发生磨粒磨损。

GH2132高温合金螺栓开裂成因分析

GH2132高温合金螺栓在加工完成后出现了开裂的现象。通过对裂纹的形貌和周边组织观察,以及螺栓的整个加工工艺流程复查,排除了原材料及机械加工环节会造成螺栓开裂的可能。确定了螺栓开裂的原因可能是高温合金钢热处理不充分所致,并通过验证试验证实。在确定螺栓开裂的原因后,制定了高温合金圆钢在热处理过程中的装炉量和装炉方式的预防措施避免此类问题再次发生。

高温合金GH2132表面堆焊钴基合金工艺研究

利用等离子转移弧堆焊工艺在高温合金GH2132表面上进行钴基合金堆焊试验,并对堆焊试件的堆焊层进行渗透检测、宏观检验、稀释率分析、显微组织观察和显微硬度测试。结果表明:堆焊试件堆焊层宏观质量良好,渗透检测显示磨削后堆焊层的表面质量完全达到4级要求;堆焊层稀释率和显微硬度指标也全部符合相关技术要求。

热处理工艺对含铌GH2132合金组织和性能的影响

通过光学显微镜及力学性能试验机,研究了不同热处理工艺对锻态GH2132合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:锻造后空冷可以对GH2132合金起到固溶作用;锻态GH2132合金经时效处理后的强度比经固溶+时效处理后的强度更高,晶粒更细;固溶温度是影响合金抗拉强度和屈服强度的主要原因,固溶温度越低,强度越高,晶粒尺寸越小;锻态合金经时效处理后可得到高抗拉强度、低冲击功;经较高温度固溶+时效处理后可以得到稍低的抗拉强度和较高的冲击功。

高温合金盘热成形工艺多尺度数值模拟及验证

为了系统全面地研究高温合金盘的热成形过程,通过建立高温合金宏微观材料模型,设置热成形工艺参数和边界条件,构建了GH2132高温合金盘宏微观多尺度有限元模型。通过对高温合金盘热成形过程进行数值模拟,研究了高温合金盘热成形工艺过程中的宏观变形和微观组织演变行为,分析了高温合金盘热成形后的宏观变形状态和微观组织分布情况。通过进行高温合金盘热成形物理试验对数值模拟结果进行了验证。结果表明,通过数值模拟能够精确预测高温合金盘热成形工艺过程中的宏观变形和微观组织演变。

基于正交试验的GH2132用分段式丝锥研制

高温合金GH2132属难加工材料,特别是用丝锥攻制内螺纹尤其困难,传统的攻丝方案都存在一定的缺陷,导致在实际生产中无法实现GH2132一次攻丝成型。通过对丝锥材料与结构的优化,研制出了分段式丝锥,并基于正交试验的极差分析结果得知分段式丝锥参数对攻丝峰值扭矩的影响顺序为:二次切削部分长度L2>丝锥前角α>切削引导部分L1高度H,得出了分段式丝锥的最优参数组合为丝锥前角α=4°,切削引导部分L1高度H=4.30mm,二次切削部分长度L2=8P,此时攻丝峰值扭矩为7.9N·m,同时将将此参数进行生产验证,分段式丝锥寿命可达1600次,实现了GH2132材料的一次攻丝成型,满足了企业的实际生产需求,并且对于丝锥的设计具有重要的参考价值。

时效工艺对GH2132高温合金组织和性能的影响

通过对合金显微组织分析和力学性能测试,研究了时效工艺对GH2132合金组织和性能的影响。结果表明:随着时效时间的延长,合金中孪晶数量先增加后减少,最后趋于稳定状态;抗拉强度随着时效时间先增加后趋于稳定;在700℃时效时,屈服强度逐渐增加,最后趋于稳定;720℃与740℃时效时,屈服强度先增加达到峰值后再降低,最后趋于稳定。

超细晶硬质合金刀具Co含量对其耐磨损性的影响

用不同Co含量的超细晶硬质合金刀具对高温合金GH2132进行了高速连续切削试验,根据最小二乘法对试验结果进行了线性回归,建立了刀具寿命与切削速度之间的关系即T-υc经验公式;随后进行了高速断续切削刀具磨损试验,用连续变倍体视显微镜及显微摄影系统观察了刀具刃口和后刀面的磨损形貌,并对达到磨钝标准时的刀具后刀面磨损微区成分进行了电子探针能谱分析,探讨了粘结相Co含量对刀具磨损性能的影响机理。结果表明:粘结相Co含量过高或过低,均会降低刀具的耐磨损和破损性能。

普通电渣炉的全密闭气氛改造及其对典型钢种的影响

随着电渣钢品质的不断提升,普通电渣炉亟须进行全密闭气氛保护的升级改造,从而解决电渣重熔过程元素烧损、增氧、增氢、氢气孔等问题。采用新型的电渣炉气氛改造技术,分别用5 t和2 t电渣炉对GCr15SiMn轴承钢和GH2132高温合金进行传统气氛保护电渣炉和新型电渣炉的对比试验。冶炼过程中实现了结晶器内氧分压低至1×10^(-6)。试验数据显示,传统气氛保护电渣炉冶炼下,GH2132中Ti收得率低,仅为88%;GCr15SiMn轴承钢电渣重熔过程中增w[O]量大,可达5×10^(-6)。而在新型气氛保护改造中,GH2132中的Ti收得率高达96%;重熔过程轴承钢增w[O]控制在3×10^(-6)以内,电渣锭中w[O]稳定控制在10×10^(-6)以内,其电渣锭效果媲美气保电渣炉。以上炉内氧分压和电渣锭检测结果表明,电渣炉气氛改造后,可有效解决传统气氛保护改造技术下,往复的热浪涌出和负压吸气导致的结晶器内氩气保护不稳定,从而造成电极表面氧化,氧化皮掉入渣中引起的熔渣氧势升高和电渣锭增氧的问题;尤其对于GH2132高Ti低Al型高温合金,普通电渣炉加入脱氧剂Al条件下,无法避免Ti的烧损,只能导致电渣锭增Al。

铁基高温合金GH2132的离子渗氮层组织

对铁基高温合金GH2132进行450℃低温等离子体渗氮。利用扫描电子显微镜、X射线衍射技术分析研究渗氮层组织结构特点。结果表明:渗氮层由高硬度且耐蚀性更好的奥氏体基过饱和氮固溶体,即膨胀奥氏体γ_N相组成。γ_N相的点阵参数由表及里沿渗层深度逐渐降低,且点阵膨胀相对于基体奥氏体呈各向异性。渗层厚度约23μm,呈双渗层结构,即形成了内扩散层。