CN104441827A

CN104441827A - 不会变形的法兰锻件

Info

Publication number: CN104441827A
Application number: CN201410726549.9A
Authority: CN
Inventors: 王均良
Original assignee: CHANGSHU JIATAI METAL MATERIAL Co Ltd
Current assignee: CHANGSHU JIATAI METAL MATERIAL Co Ltd
Priority date: 2014-12-04
Filing date: 2014-12-04
Publication date: 2015-03-25

Abstract

本发明公开一种不会变形的法兰锻件，所述的不会变形的法兰锻件包括最上层的铝合金层、中间层的钛合金层和最下层的镍基合金层组合而成，所述钛合金层包括铝、碳、氧和氮，所述镍基合金层为镍基高温合金，所述的铝合金层占不会变形的法兰锻件总体分量的14%-16%，所述的钛合金层占不会变形的法兰锻件总体分量的34%-38%，所述的镍基合金层占不会变形的法兰锻件总体分量的48%-50%。本发明提供一种不会变形的法兰锻件，具有高强度耐磨、耐蚀和不会变形的优点。

Description

不会变形的法兰锻件

技术领域

本发明涉及一种不会变形的法兰锻件。

背景技术

钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性，相继对其进行研究开发，并得到了实际应用。

第一个实用的钛合金是1954年美国研制成功的Ti-6Al-4V合金，由于它的耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性均较好，而成为钛合金工业中的王牌合金，该合金使用量已占全部钛合金的75%～85%。其他许多钛合金都可以看作是Ti-6Al-4V合金的改型。20世纪50～60年代，主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金，70年代开发出一批耐蚀钛合金，80年代以来，耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。耐热钛合金的使用温度已从50年代的400℃提高到90年代的600～650℃。A2(Ti3Al)和r（TiAl）基合金的出现，使钛在发动机的使用部位正由发动机的冷端（风扇和压气机）向发动机的热端（涡轮）方向推进。结构钛合金向高强、高塑、高强高韧、高模量和高损伤容限方向发展。另外，20世纪70年代以来，还出现了Ti-Ni、Ti-Ni-Fe、Ti-Ni-Nb等形状记忆合金，并在工程上获得日益广泛的应用。

世界上已研制出的钛合金有数百种，最著名的合金有20～30种，如Ti-6Al-4V、Ti-5Al-2.5Sn、Ti-2Al-2.5Zr、Ti-32Mo、Ti-Mo-Ni、Ti-Pd、SP-700、Ti-6242、Ti-10-5-3、Ti-1023、BT9、BT20、IMI829、IMI834等。据相关统计数据，2012年我国化工行业用钛量达2.5万吨，比2011年有所减少。这是自2009年以来，我国化工用钛市场首次出现负增长。近些年来，化工行业一直是钛加工材最大的用户，其用量在钛材总用量的占比一直保持在50%以上，2011年占比高达55%。但随着经济陷入低迷期，化工行业不但新建项目明显减少，同时还将面临产业结构调整，部分产品新建产能受到控制，落后产能也将逐步淘汰的境地。受此影响，其对钛加工材用量的萎缩也变得顺理成章。在此之前，便有业内人士预测化工行业用钛量在2013~2015年间达到峰值。以当前市场表现看来，2012年整体经济的疲软有可能使得化工用钛的衰退期提前。

发明内容

本发明提供一种具有高强度耐磨、耐蚀和不会变形优点的不会变形的法兰锻件。

本发明的技术方案是：一种不会变形的法兰锻件，所述的不会变形的法兰锻件包括最上层的铝合金层、中间层的钛合金层和最下层的镍基合金层组合而成，所述钛合金层包括铝、碳、氧和氮，所述镍基合金层为镍基高温合金，所述的铝合金层占不会变形的法兰锻件总体分量的14%-16%，所述的钛合金层占不会变形的法兰锻件总体分量的34%-38%，所述的镍基合金层占不会变形的法兰锻件总体分量的48%-50%。

在本发明一个较佳实施例中，所述的镍基高温合金包括铜、铬、钼。

在本发明一个较佳实施例中，所述的铝合金层占不会变形的法兰锻件总体分量的14%，所述的钛合金占不会变形的法兰锻件总体分量的37%，所述的镍基合金层占不会变形的法兰锻件总体分量的49%。

本发明的一种不会变形的法兰锻件，具有高强度耐磨、耐蚀和不会变形的优点。

具体实施方式

下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

其中，所述的不会变形的法兰锻件包括最上层的铝合金层、中间层的钛合金和最下层的镍基合金层组合而成，所述钛合金层包括铝、碳、氧和氮，所述镍基合金层为镍基高温合金，所述的铝合金层占不会变形的法兰锻件总体分量的14%-16%，所述的钛合金层占不会变形的法兰锻件总体分量的34%-38%，所述的镍基合金层占不会变形的法兰锻件总体分量的48%-50%。

进一步说明，所述的镍基高温合金包括铜、铬、钼，所述的铝合金层占不会变形的法兰锻件总体分量的14%，所述的钛合金占不会变形的法兰锻件总体分量的37%，所述的镍基合金层占不会变形的法兰锻件总体分量的49%。钛是一种新型金属，钛的性能与所含碳、氮、氢、氧等杂质含量有关，最纯的碘化钛杂质含量不超过0.1%，但其强度低、塑性高。99.5%工业纯钛的性能为：密度ρ=4.5g/立方厘米，熔点为1725℃，导热系数λ=15.24W/(m.K)，抗拉强度σb=539MPa，伸长率δ=25%，断面收缩率ψ=25%，弹性模量E=1.078×105MPa，硬度HB195。钛合金的密度一般在4.51g/立方厘米左右，仅为钢的60%，纯钛的密度才接近普通钢的密度，一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料，可制出单位强度高、刚性好、质轻的零部件。飞机的发动机构件、骨架、蒙皮、紧固件及起落架等都使用钛合金。使用温度比铝合金高几百度，在中等温度下仍能保持所要求的强度,可在450～500℃的温度下长期工作这两类钛合金在150℃～500℃范围内仍有很高的比强度，而铝合金在150℃时比强度明显下降。钛合金的工作温度可达500℃，铝合金则在200℃以下。钛合金在潮湿的大气和海水介质中工作，其抗蚀性远优于不锈钢；对点蚀、酸蚀、应力腐蚀的抵抗力特别强；对碱、氯化物、氯的有机物品、硝酸、硫酸等有优良的抗腐蚀能力。但钛对具有还原性氧及铬盐介质的抗蚀性差。钛合金在低温和超低温下，仍能保持其力学性能。低温性能好，间隙元素极低的钛合金，如TA7，在-253℃下还能保持一定的塑性。因此，钛合金也是一种重要的低温结构材料。钛的化学活性大，与大气中O、N、H、CO、CO2、水蒸气、氨气等产生强烈的化学反应。含碳量大于0.2%时，会在钛合金中形成硬质TiC；温度较高时，与N作用也会形成TiN硬质表层；在600℃以上时，钛吸收氧形成硬度很高的硬化层；氢含量上升，也会形成脆化层。吸收气体而产生的硬脆表层深度可达0.1～0.15 mm，硬化程度为20%～30%。钛的化学亲和性也大，易与摩擦表面产生粘附现象。

再进一步说明，Ni-Cu合金在还原性介质中耐蚀性优于镍,而在氧化性介质中耐蚀性又优于铜，它在无氧和氧化剂的条件下，是耐高温氟气、氟化氢和氢氟酸的最好的材料（见金属腐蚀）。Ni-Cr合金也就是镍基耐热合金；主要在氧化性介质条件下使用。抗高温氧化和含硫、钒等气体的腐蚀，其耐蚀性随铬含量的增加而增强。这类合金也具有较好的耐氢氧化物（如NaOH、KOH）腐蚀和耐应力腐蚀的能力。Ni-Mo合金主要在还原性介质腐蚀的条件下使用。它是耐盐酸腐蚀的最好的一种合金，但在有氧和氧化剂存在时，耐蚀性会显著下降。Ni-Cr-Mo(W)合金兼有上述Ni-Cr合金、Ni-Mo合金的性能。主要在氧化－还原混合介质条件下使用。这类合金在高温氟化氢气中、在含氧和氧化剂的盐酸、氢氟酸溶液中以及在室温下的湿氯气中耐蚀性良好。Ni-Cr-Mo-Cu合金具有既耐硝酸又耐硫酸腐蚀的能力，在一些氧化-还原性混合酸中也有很好的耐蚀性。本发明提供一种不会变形的法兰锻件，具有高强度耐磨、耐蚀和不会变形的优点。

本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims

1.一种不会变形的法兰锻件，其特征在于：所述的不会变形的法兰锻件包括最上层的铝合金层、中间层的钛合金层和最下层的镍基合金层组合而成，所述钛合金层包括铝、碳、氧和氮，所述镍基合金层为镍基高温合金，所述的铝合金层占不会变形的法兰锻件总体分量的14%-16%，所述的钛合金层占不会变形的法兰锻件总体分量的34%-38%，所述的镍基合金层占不会变形的法兰锻件总体分量的48%-50%。

2.根据权利要求1所述的不会变形的法兰锻件，其特征在于：所述的镍基高温合金包括铜、铬、钼。

3.根据权利要求1所述的不会变形的法兰锻件，其特征在于：所述的铝合金层占不会变形的法兰锻件总体分量的14%，所述的钛合金占不会变形的法兰锻件总体分量的37%，所述的镍基合金层占不会变形的法兰锻件总体分量的49%。