Inconel625合金和TC11合金的短电弧加工特性分析

利用短电弧加工系统对Inconel625合金和TC11合金在不同电加工参数下加工,研究了电参数的变化和电加工高温对该材料的加工性能、金相组织及硬度变化的影响。结果表明:该加工技术对两种难加工材料均具有较明显的去除率,高电压加工去除率更高,但加工表面较粗糙,而低电压加工会获得较好的表面质量。受电加工热能影响,材料金相组织均发生转变,晶粒细化明显,Inconel625合金形成318.6μm厚的热影响层,其硬度提升16.9%;TC11合金形成175.2μm厚的热影响层,其硬度提升32.8%,两种材料的性能变化均能满足后续的精加工要求。

Inconel625合金在200~600℃下力学性能及本构方程研究

研究了Inconel625合金在200~600℃的力学性能变化,利用SEM、万能材料试验机等仪器分析温度对Inconel625合金抗拉强度的影响。结果表明:Inconel625合金在200~600℃抗拉强度随着温度的升高逐渐降低,600℃时抗拉强度保留率为室温的87.7%,断裂机制由韧性断裂逐步演变为脆性断裂。开展了不同温度、不同应变速率下的高温拉伸试验,根据试验结果推导出了Inconel625合金在热变形过程中的本构方程,将实测值与预测值进行了对比,验证本构方程的准确性,其相对误差最大为6.04%,具有很好的吻合度。

12Cr2Mo1锻件带极埋弧堆焊Inconel625工艺研究

为保证12Cr2Mo1锻件带极埋弧堆焊Inconel625质量达到设计文件要求,对锻件基材和Inconel625焊接性能进行了分析,模拟承制产品实际生产状态进行堆焊工艺评定试验,采用周向堆焊和直道堆焊相结合的方法制备评定试件,对堆焊层化学成分、弯曲性能、硬度指标、金相组织、耐腐蚀性能进行了检测。试验结果表明,采用EQ62-50/ES200的焊带/焊剂组合可以获得性能优良的堆焊层。对堆焊层进行腐蚀速率检测,其焊态试样腐蚀速率为1.50 mm/a,固溶态试样腐蚀速率为1.17mm/a,两者之比为1.28,满足JB/T 4756—2006标准规定比值小于或等于1.5的要求。根据评定合格的焊接工艺对热高分气/循环氢换热器管板进行了堆焊,堆焊产品已稳定运行三年,未出现焊接缺陷和腐蚀缺陷。

Inconel625高温合金等离子弧加丝焊接接头组织与性能

针对传统方法焊接厚板Inconel625合金时存在的未熔透、性能差的问题,采用等离子焊接技术对8 mm厚Inconel625合金进行焊接,同时采用ERNiCrMo-3焊丝作为填充材料保证成型。通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、万能试验机和显微硬度试验机等设备对焊接接头进行显微组织和性能分析。结果表明,在焊接电流为230 A、焊接速度240 mm/min、送丝速度1400 mm/min、等离子气流量4 L/min下所获得焊接接头成型最好,力学性能最好;焊接接头均呈现出上宽下窄的“Y”字型形貌,母材区为奥氏体等轴晶,焊缝区基本以细小的胞状晶为主,熔合线区域为垂直于熔合线生长的粗大胞状晶,MC型碳化物和Laves相会在焊接过程中析出;接头抗拉强度最高,可以达到811.36 MPa,焊接接头断裂为韧性断裂;所有参数下焊接接头均是焊缝区硬度最高,随着焊接热输入的增大,焊接接头整体硬度值升高,当电流达到240与250 A时,焊接接头硬度差别较小。

Inconel625合金激光熔覆过程中显微组织演变的数值模拟

基于MATLAB模拟平台并结合晶粒的形核与生长理论,采用元胞自动机-有限差分方法构建了Inconel625合金激光熔覆层显微组织演变的数值计算模型,利用该模型对单道激光熔覆过程中合金的显微组织演变进行了模拟,并进行了试验验证,同时研究了激光热输入和异质形核数量对熔覆层晶粒形貌的影响。结果表明:采用建立的模型模拟得到熔覆层内部由柱状晶以及分布在柱状晶之间的亚晶粒组成,靠近熔合线区域由胞状晶组成,与试验结果相吻合;模拟和试验得到柱状晶的平均宽度分别为2.817,2.743μm,相对误差仅为2.69%,验证了计算模型的可靠性;随着激光热输入的减小或异质形核数量的增大,熔覆层组织逐渐细化,晶粒数量增多,柱状晶宽度减小。

磁力光整加工SLM Inconel625合金的工艺优化

激光选区熔化技术(Selective Laser Melting,SLM)制备的Inconel625合金存在表面质量较差的问题,采用磁力光加工技术(Magnetic Abrasive Finishing,MAF)提高成形侧表面的表面质量。通过主轴改造后的XK7136C数控铣床作为加工平台,采用雾化快凝法制备的CBN/Fe基球形磁性磨料对SLM Inconel625合金进行磁力光整试验研究。基于响应曲面法,经磁力光整后样件的表面粗糙度值(Ra)为响应值,对主轴转速、进给速率和加工间隙进行优化。在主轴转速1200 r/min,进给速度13 mm/min,加工间隙2.2 mm的条件下研磨40 min,试验结果表明:样件的表面粗糙度值由初始的0.700μm下降至0.043μm,磁力光整加工后样件表面不规则凸起和划痕均被去除,表面质量得到极大的改善。

INCONEL625-KN680复合涂层的性能研究

针对垃圾焚烧锅炉受热面易受高温氧化,易被氯、硫、钒及熔盐腐蚀等问题,利用超音速火焰喷涂技术和无气喷涂技术在锅炉基体表面成功制备了兼有金属和陶瓷属性的INCONEL625-KN680复合涂层。表征了复合涂层的微观形貌,测试与分析了复合涂层的结合强度、表面硬度、常温和高温耐磨性、高温熔盐腐蚀性能及高温摩擦系数。结果表明,复合涂层的结合强度达到65 MPa,表面硬度达到73.4HR15N,复合涂层的抗冲蚀性能达到锅炉基材的7~8倍,高温耐磨性比基材提升了10%~20%,各项性能指标明显优于锅炉基材,大幅地提高了锅炉的使用寿命。

固溶温度对等离子快速成形Inconel625合金组织的影响

为了优化快速成形零件组织和力学性能,利用脉冲等离子焊接快速成形工艺制备了Inconel625合金薄壁零件.采用扫描电镜、透射电镜研究了固溶温度对成形零件组织的影响规律.结果表明:沉积态组织以胞状枝晶为主,具有较强生长取向性的外延枝晶组织特征,同时,在枝晶间隙析出大量的Laves相和少量的MC碳化物.经过720℃/1 h的固溶处理,金相组织没有发生明显变化,但导致γ″(Ni3Nb)相的析出.经850℃固溶处理,组织中的Laves相部分被溶解,生成了针状δ相.当固溶温度升高到980℃,Laves相几乎完全溶解,δ相发生了部分回溶.而经过1 080℃固溶处理,消除了元素的偏析和Laves相,但再结晶导致晶粒严重长大.980℃是最佳的固溶处理温度.

Inconel625大型厚壁管挤压损伤行为仿真

Inconel625难变形合金大型厚壁管挤压成形过程损伤演变行为,是避免挤压管内外表面裂纹缺陷的重要研究内容。通过建立的基于耦合C&L韧性断裂准则的Inconel625合金大型厚壁管挤压有限元模型,模拟揭示了关键挤压参数坯料初始温度、挤压速度、挤压比、摩擦和凹模半角对挤压过程中损伤的影响规律。结果表明,随着坯料初始温度、挤压速度和挤压比的增大,管材表面最大损伤值减小,可有效防止裂纹缺陷产生;而摩擦和凹模半角的增大,则会增大管材表面产生损伤的趋势,不利于获得无损伤的优质管材。

Inconel625合金TIG焊接头组织及力学性能

采用TIG焊,通过改变焊接工艺参数,对厚6 mm的Inconel625合金板材进行施焊。利用光学显微镜观察焊接接头显微组织,万能试验机测定焊接接头力学性能。结果表明:焊缝区为典型铸态组织,中间有少量等轴晶,在等轴晶的两侧为柱状晶区,热影响区组织未发生晶粒粗大现象,焊接接头的抗拉强度与母材的抗拉强度相当。

Inconel625合金堆焊层组织和性能的研究

采用钨极氩弧焊,在2.25Cr1Mo基体上堆焊Inconel625合金,并对堆焊层进行了金相观察和性能测试。结果表明:堆焊层的显微组织为树枝状奥氏体,堆焊层与基体熔合良好,无分离现象及裂纹、气孔等缺陷;堆焊层的硬度高于基体;在50℃的10%FeCl3溶液中,Inconel625表现出良好的抗腐蚀性能。

Inconel625镍合金高效精密磨削工艺试验研究

采用ELID磨削技术对Inconel625镍合金进行高效、精密加工实验。用正交试验设计和灰色系统理论相结合的实验方法,以表面粗糙度为评价指标,对工艺参数的影响作用进行分析研究,获得了优化参数组合,加工出表面粗糙度为48 nm的样件。实验结果表明,在加工Inconel625镍合金实验中,ELID磨削技术可以有效解决Inconel625镍合金传统加工中刀刃磨钝、崩角开裂等加工难题,实现了对Inconel625镍合金的高效、精密加工。

Inconel625镍基高温合金激光增材制造零件的开裂行为研究

为研究激光增材制造零件的宏观开裂行为,获得裂纹类型、扩展方向以及裂纹长度等相关规律,在Inconel625镍基高温合金上进行激光增材制造加工实验,对成形零件上出现的各类裂纹进行分析统计。结果表明:在激光增材制造加工过程中零件裂纹易在以下区域萌生:内应力集中区,基层和成形件结合处,成形零件薄弱环节,二次成形加工区域以及成形质量较差的区域。各区域裂纹的成因以及形貌特征各不相同。

超音速火焰喷涂Cr_3C_2/NiCr、Stellite6、Inconel625、Inconel718涂层耐冲蚀性能研究

采用超音速火焰喷涂技术,在15Cr_2Mo合金钢上制备了Cr_3C_2/NiCr、Stellite6、Inconel625、Inconel718涂层。测定了涂层的显微组织、结合力、显微硬度、孔隙率。研究了涂层耐固体颗粒冲蚀性能。结果表明,Cr_3C_2/NiCr涂层在结合力、显微硬度和孔隙率方面均优于其他涂层。同时,Cr_3C_2/NiCr耐固体颗粒冲刷性能最好,其冲蚀试验失重量仅为基体15Cr_2Mo的20%左右。Cr_3C_2/NiCr涂层显微组织中,高硬度的碳化物Cr_3C_2陶瓷相以多边形弥散分布在较软的基体NiCr合金相上。固体颗粒冲刷试验后,Cr_3C_2/NiCr涂层表面磨痕比较明显,但是没有发生明显的涂层分层剥落现象。优异的微观结构、细小的硬质颗粒以及较低的孔隙率等因素对涂层耐冲蚀性的显著提高起着关键作用。Cr_3C_2/NiCr涂层应用于冲蚀磨损环境,可有效提高部件寿命。

Inconel625合金热处理工艺

Inconel625合金是一种固溶强化型耐蚀变形高温合金,广泛用于石油化工、造船和核电工业。该合金的Cr、Mo、Nb含量高,固溶强化作用强烈,热加工成形具有一定难度。初始组织对热加工很重要,而这主要通过热处理控制。因此,研究该合金的热处理工艺对研究其热加工性能有重要意义。

内堆焊INCONEL625管道的壁厚公差问题分析

通过理论分析和实验结合的方法,对内堆焊INCONEL625管道的壁厚公差问题进行探讨,得出了具体建议,可对现场生产提供一定指导。

固溶温度对热轧Inconel625合金组织与力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、硬度计和拉伸试验机等研究了固溶温度对热轧态Inconel625合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:热轧态合金基体为奥氏体组织,第二相以富含Nb、Mo元素的MC碳化物为主。固溶温度低于1100℃时,碳化物溶解缓慢,此时温度对合金组织性能的影响较小;当固溶温度上升到1150℃时,碳化物充分溶解,晶粒尺寸迅速增大,合金的强度及硬度大幅下降,均匀伸长率显著提升。热轧态Inconel625合金最佳固溶温度区间为1100~1150℃。

Inconel625镍基合金微动磨损性能研究

研究了3个主要摩擦磨损参数载荷、振幅和频率对Inconel625镍基合金在常温常压下摩擦磨损性能的影响,对摩擦系数和磨损程度进行计算和分析,对磨痕表面形貌进行了观察,并用EDS和XPS分析了磨痕表面的化学成份和相组成,探讨了损伤机理.结果表明:在3个特征参量中,频率对摩擦系数的影响最大,平均摩擦系数随载荷增大略有减小,随振幅增大略有增大,但随频率增大而显著增大;磨损程度随振幅、载荷的增大而加剧;在磨痕不同区域展现出不同的损伤机制:中心磨损区的主要损伤机制是黏着和剥层,滑动损伤区的主要损伤机制是磨粒磨损,而在边缘区则为基体和磨屑的挤压变形;磨痕氧化层的主要组成是铁的氧化物Fe2O3和Fe3O4或FeO,有少量铬和镍的氧化物NiO、Ni2O3和Cr2O3,存在基体元素镍单质.

基于Elman网络算法的Inconel625合金堆焊稀释率的控制

文中建立了5-8-3结构的反馈Elman神经网络模型,以电弧长度、焊接电流、焊接速度、送丝速度和保护气流量为输入量,堆焊焊缝的熔宽、熔高和稀释率为输出量进行堆焊仿真计算分析.计算结果表明,Elman模型的预测结果比BP和GRNN神经网络更精确.建立了以电弧长度(X)、堆焊电流(Y)和送丝速度(Z)为空间坐标,堆焊稀释率δ等于f(X,Y,Z)为目标函数的四维图像来确定δ≤5%的堆焊工艺窗口.分别进行Elman模型仿真计算和堆焊工艺试验,得到的稀释率δ分别为2.55%和3.32%,仿真计算的稀释率的相对误差约0.8%,证实了Elman模型预测的Inconel625合金堆焊工艺窗口的可行性与可靠性.

膜式水冷壁表面堆焊Inconel625合金成形工艺研究

采用ERNiCrMo-3 AMS Inconel625焊丝,在15CrMoG膜式水冷壁表面进行熔化极气体保护焊(GMAW)堆焊成形工艺试验,研究焊接电流和焊枪摆动频率对堆焊层表面成形的影响,分析了堆焊层金属组织演变规律,并测试其显微硬度。结果表明:焊接电流主要影响堆焊层宽度及表面氧化程度,焊枪摆动频率主要影响堆焊层表面鱼鳞纹细腻程度,当焊接电流为180 A,焊枪摆动频率为10 Hz时,可获得成形良好的堆焊层;堆焊层金属组织从堆焊层底部至顶部的演变规律为:平面晶→柱状胞晶→树枝状晶→等轴晶,堆焊层顶部由于散热方向由垂直于熔合线方向变为平行于熔合线方向,出现部分横向组织;堆焊层金属的显微硬度由基体沿垂直于熔合线方向呈上升趋势,堆焊层表面的显微硬度分布均匀,平均硬度为270.6 HV。