造等温静压机,需要耐高温模具

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/30 16:19:06


美国所有涡轮盘都是TZM合金模具,耐稳达1700℃,由于使用钼,所以是全封闭等温模段,可加热温度高,被加工材料在高温下易锻造...中国跟俄罗斯,没有TZM合金,模具所用合金最高耐受温度,中国只到1050℃,无法加工比镍基更难加工的铌钛铝合金,只有使用大型等温静压机,而且还得研发得比加工合金乃受温度更高的模具材料,因为等温锻中的超塑成型加工需要模具和材料同时加热,并锻造加工材料....

美国所有涡轮盘都是TZM合金模具,耐稳达1700℃,由于使用钼,所以是全封闭等温模段,可加热温度高,被加工材料在高温下易锻造...中国跟俄罗斯,没有TZM合金,模具所用合金最高耐受温度,中国只到1050℃,无法加工比镍基更难加工的铌钛铝合金,只有使用大型等温静压机,而且还得研发得比加工合金乃受温度更高的模具材料,因为等温锻中的超塑成型加工需要模具和材料同时加热,并锻造加工材料....
PM Rene 95合金涡轮盘等温锻造工艺的模拟式设计 www.ams.org.cn/CN/article/downlo ... ype=PDF&id=4843
利用热力耦合有限元程序 FORMT,对 PM Ren∈95合金中等尺寸 (外径尺寸约为 630 mm)涡轮盘的等温锻造
工艺进 行了模拟式设计.结果表明,采 用 TZM 钼基 合金模具,在 1050℃以接近 i0一 S  的应变速率进行闭式模锻和开式模
锻,模具材料均 能满 足使 用要求,且 开式模 锻设 备最大载荷不超过 31×i0 kN;采 用 K2l合金模具,在 1000℃以相同条件等
温成形 ,模具材料 因变形热效应及边界摩擦引起温升而失效且所需设 备吨位相对较大.
4 结论
(1)采用 TZM 合金模具在 1050℃等温锻造时,不
论采用预定方案还是修正方案,模具材料均能满足使用要
求.只是采用预定方案等温锻造时,锻造设备应在 60 x 100
kN以上.同时,考虑 TZM 合金高温下易于氧化的特点,
模具应置于保护性气氛或真空装置中.
(2)采用 K21合金模具在 1000℃等温锻造时,采用
两种工艺方案,模具材料均可能因变形热效应及摩擦功热
而导致失效.因此,  K21合金模具设计时应配有 良好的
循环冷却装置.而且,采用 K21合金模具进行涡轮盘件
开式等温锻造时,设备吨位应不低于 60 x 100 kN,闭式等
温锻造时,设备吨位应不低于 80x 103 kN .
钼土鳖不少啊
TG钼矿世界第2..仅逊米国。但制造钼合金的能力,可能勉强比不做强点..


现在比TMZ更变态的MLR合金登场了.. ..纯钼在1000℃下保持1小时,已经重结晶,再高温度有很重的晶粒生长,
TMZ在1500℃有此变化,而MLR到2000℃仍没重结晶......



MLR来源地址:http://www.industrialheating.com ... 0000000000000277492

现在比TMZ更变态的MLR合金登场了.. ..纯钼在1000℃下保持1小时,已经重结晶,再高温度有很重的晶粒生长,
TMZ在1500℃有此变化,而MLR到2000℃仍没重结晶......



MLR来源地址:http://www.industrialheating.com ... 0000000000000277492
还看到一则消息汇报一下,GE90的某配装播音未来梦想飞机还是啥未来飞机的一型,将使用双性能涡轮盘,涡前温度达到2000K.........
应该是GEnx吧
看的双性能盘各种制造方法中,提到的,是GE90那,但那上面木提哪型,因为看到这个之前我不太知道GE90,哈哈...
787梦想飞机配装GEnx
作为民机涡前温度够高啊
说是要 增强燃油经济性和增推....
看久了这个TZM(我就能猜出T是钛,M是钼),MLR(看介绍是钼镧,另一个没记住),元素周期表上的稀有金属,作用这么大呢,哈哈....
稀土呀。。。某国空有巨大储量,却无定价权。。。
钼的性质
    钼与钨的性质非常相近,其沸点和导电性能突出,线热膨胀系数小,较钨易于加工。

    金属钼的热导率[135瓦/(米·开)]与比热[0.276千焦/(千克·开)]呈最佳搭配,使它成为抗热震和热疲劳的天然选择。它的熔点为2620℃,次于钨、钽,但密度却较之低得多,因此其比强度(强度/密度)大于钨、钽等金属,在对重量要求极关键的应用中,更为有效。钼在1200℃仍有高的强度。

    钼的主要缺点是抗高温氧化性能差(高于600℃迅速氧化)和室温延性不佳。为扬长避短,对高温氧化问题多采用涂层(如涂MoSi2、镀镍、镀铬等)办法控制;对塑性过差即通常说的低温脆化的欠缺,则通过合金强化和加人碳化物实现强化等措施解决。

    钨(W)、铼(Re)、钽(Ta)、钛(Ti)和锆(Zr)等是常见的固溶强化元素。钨是钼的主要固溶强化元素,铼可把延脆转变温度降到—200℃。由它们形成的工业钼合金参见表。其中由镧构成的钼镧合金显示出极为突出的抗蠕变及高温变形能力,其在高温下的这一特性表现得尤为明显。

工业钼合金及其应用

钼的用途

    从全球的消费结构看,钼确实称得上是铁的同盟军。西方发达国家对钼的需求80%源于钢铁,不锈钢吸纳30%的钼,低合金钢吸纳30%,钻探刀头和切削刀具占10%,铸钢占10%。另外20%的钼消费在钼化学制品、钼基润滑剂和石油精炼等方面。颇为典型的美国1998年在钢铁生产中钼的消费比例是75%。

    此外以钼为基的合金在电子、金属加工及航天工业中也得到日益广泛的应用。

    1.钼合金

    TZM合金具有优异的高温强度及综合性能,是应用最广泛的钼合金。美国用TZM合金制作发动机的涡轮盘,其用钼量占钼总用量的15%。我国生产包括TZM钼合金在内的钼材已不下于22个牌号,20世纪90年代初我国钼及钼制品的产量已近200吨。

    TZM和TZC钼合金的高温机械性能比纯钼好,广泛用于制造高温工、模具及各种结构件。我国早在20世纪年代即已成功地将它们制成各种无缝钢管的热穿孔顶头。此种用粉冶技术制造的烧结钼顶头减少了原料消耗(为铸态的50%),平均使用寿命提高1.5~2倍。

钼铼合金(含50%Re)制成的无缝管高温性能优良,可在接近其熔点的温度下使用,用作热电偶套管和电子管阴极的支架、环、栅极等零件。

    钼及钼合金除具有高温强度,良好的导电、导热和低的热膨胀系数(与电子管用玻璃相近)外,还拥有较钨易于加工的优势,因此用常规加工方法生产的板、带、箔、管、棒、线和型材等在电子管(栅极和阳极)、电光源(支撑材料)零件,金属加工工具(压铸和挤压模、锻模、穿孔顶头、液态金属滤筛)及涡轮盘等部件中得到广泛应用。

    2.钢的合金元素

    钼作为钢材的盟友,和镍、铬一起作为合金元素能够减少合金钢在热处理时经常发生的脆变。在高速钢中用钼代替钨在解决钨资源不足方面,美国走在了前面。据计算,钼具有两倍于钨的“能力”。这样一来含钨18%的钢可由含钼9%的钢代替(同时加入铬与钒),大大降低了钢的生产成本。钼在不锈钢内的作用是提高耐蚀性、增加高温强度及改善可焊性。可见钼在钢铁工业中有着非同凡响的作用。

    3.其他应用

    钼在真空炉工作的温度和压力下,具有极低的蒸气压。因此钼零件对炉内工件或工作物质的污染最少,并且蒸发损失肯定不会制约诸如加热元件和隔热包封等钼质高温零件的使用寿命。

    在制造玻璃制品方面钼的高温强度使它成为快速加热期间最为理想的电极与处理和加工设备。钼与大多数玻璃组分在化学上是相容的,更不会由于小量钼溶解在玻璃熔槽内而造成有害的发色效应。作为玻璃熔炼炉中的加热电极,其寿命可长达3~5年。

    4.新兴应用

    解决钼的低温延性和高温氧化问题的主要途径就是开发一种以二硅化钼(MoSi2)为基的先进复合材料。

    钼与氧接触形成的Mo02在800℃升华,冷凝时得到一种黄白色的翳状物,给发挥钼在高温强度和抗蠕变性能上的优势造成了严重的工程问题。为此采用了有自愈能力的富硅涂层,然而这种涂层抗热循环效应的能力极差。而以二硅化钼作基体的复合材料Mo-Si-B的高温强度和抗氧化能力极好,但延性差,仅限生产小批量商用产品。为解决延性问题,最近确定了这种钼—硅—硼系复合材料的组成范围,使之除抗氧化性能奇佳外,高温机械性能与TZM合金相当。该复合材以Mo5SiB(T2)为基体相,以金属钼为第二相。金属相提高了复合材料的延性,基体相可形成自愈性的氧化皮。目前制成的同时加入钛的Mo-6Ti-2.2Si-1.1B复合材料在1370℃下暴露在空气中2小时,肉眼几乎看不到变化,较之TZM还要优越。这是钼基合金一项了不起的成就。

    钼的第二项新成就是作充填炸药弹头的内衬(军事上叫药型罩),这种弹头在军事和工业应用中可穿透和切削很深的深度。在这类装置内,内衬周围的炸药以可控的方式起爆,使内衬以一种非常奇特的方式变形。变形使内衬材料产生有极高速度、极大张力的棒状碎片(喷射器)可深深地穿入靶材或目标。

    衬钼炸药药型罩的开发是一个崭新的研究领域。传统弹头药型内衬材料是铜,但钼的声速为5.12千米/秒(铜为3.94千米/秒)、密度10.2克/厘米3(铜为8.93克/厘米3)。为获得高速相干喷射,尖头必须要有高的声速。使用钼的药型设计可使喷射尖头的速度大于12千米/秒,而使用铜速度尚不足10千米/秒。两者速度相差20%~25%,其原因就在于高声速使尖头的能量增加,从而导致穿透力提高。最新的炸药药型罩以锥形和嗽叭型为好。用钼代铜将是军械上的一项重要改革。   

    钼的第三项新成就是制造平板型显示设备。在电子行业,平板型显示设备至今仍然使用有源矩阵液晶显示(LCD)技术。但LCD正与处于不同开发阶段的场发射显示(FED)、电致发光显示(EL)、等离子体显示面板(PDP)、阴极射线发光显示(CRT)及真空荧光显示(VFD))进行着全方位的激烈竞争。在这项显示工艺中,显示借两块被真空隔离的玻璃薄片实现。背面的玻璃当作阴极,在这片玻璃上以场发射极阵列的形式分布着5亿个以上的发射极尖端,发射极间的间隔比电视屏幕上的象素小得多。发射极尖端即由钼制造,它们在显示时既可单独控制亦可分组控制。鉴于它们的视角宽,响应时间快,有宽的温度范围公差,特别是功耗低,与要求清晰、明亮、可移动、耐用的潮流一起,成为发展乎板显示工艺的主要推动力。显示市场有高达100亿美元以上的市场。平板显示工艺用电子束蒸发将钼沉积在发射极尖端上,其用量虽少,但对发展大屏幕、高清晰度电视却有着不可限量的前程。
楼主搞乱了吧,80*103KN约是8MN,60*100KN约是6MN有必要用800MN滴机器搞? 万吨滴等温锻机某国早有了吧?

http://www.chinaauto.net/huiyi/200552382745/news/200552317932.htm
......2003年中国工程院由师昌绪院士组织了由全国31个企事业单位,包括航空、机械、冶金、教育等部门的五位院士和17位专家,组成了《发展我国大型锻压装备研究--建设8万吨模锻液压机及其配套设备》咨询组,再次向国家建议,在"十一五"期间建造一台8万吨级模锻液压机和一台1.5万吨难变形合金挤压机,以使我国尽快获得钛合金、高温合金、超高强度合金钢大型整体精化模锻件的制造能力。国家发改委、科技部、国防科工委已将其列入中长期规划,并计划在"十一五"期间实施.....

楼主搞乱了吧,80*103KN约是8MN,60*100KN约是6MN有必要用800MN滴机器搞? 万吨滴等温锻机某国早有了吧?

http://www.chinaauto.net/huiyi/200552382745/news/200552317932.htm

shopping 发表于 2009-4-13 17:13

这样啊,我也不太懂这个....只是看到了就共享信息,抛砖引玉,哈哈..万吨 的是有了啊....详细说下,这个等稳锻压机和模锻压机及挤压机各阶段是怎么使用的...
楼主搞乱了吧,80*103KN约是8MN,60*100KN约是6MN有必要用800MN滴机器搞? 万吨滴等温锻机某国早有了吧?

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shopping 发表于 2009-4-13 17:13

这样啊,我也不太懂这个....只是看到了就共享信息,抛砖引玉,哈哈..万吨 的是有了啊....详细说下,这个等稳锻压机和模锻压机及挤压机各阶段是怎么使用的...
2008年9月11日,全球顶级锻压设备生产商德国威普克-潘克公司落户沈阳铁西区
德国威普克-潘克公司在中国又创两项世界记录
世界上最大力量的360MN新式黑色金属立式挤压机和世界最大,最先进的185MN自由锻造油压机将在中国建成。
2009年四川航空工业川西机器公司研制生产的“聚力”牌5万吨级大型热等静压机被授予“四川省高新技术创新产品”
川西机器厂,热等静压成型,粉末冶金盘的一个步骤
前阵子航空报上连载过川西机器厂
采钨矿时捎带出钼矿,钼矿里还夹带着铜矿。拣钼矿那活太苦了,大的拣出,小的放柴油里一泡就浮起来,铜矿扔了。那活我干过几个寒暑假。
怪不得啊,霉弟没有用8W吨就造出了119,原来是等温高温模锻
关于模具,这个听说过,说美帝没有大压机是因为模具比较强,具体怎么回事就不是很懂,需要有人能够科普一下模具。
现在看出来国家限制稀土出口的重要性了!以前的领导让随便出口,一看就是败家子。现在的领导,限制出口,这就不同了!稀土多还不能有发言权的话就是傻13了
jsjagain 发表于 2009-4-14 12:18
我只看过个大概,因为热等温锻是要连 模具和里面的铌钛铝一起加热,然后锻出形状,所以模具要比里面的东西耐温,不然模具就没强度了,跟要锻的一样的强度,一锻就都成饼子了,必须要外面硬,里面软,才弄的出想要的形状
F119用的涡轮盘材料IN100,8是第一代粉末高温合金末?只是那是老美用双重热处理过滴双性能盘....
rejions 发表于 2009-4-14 12:46
那个高强损伤容陷立项研发,是材料,还是一种工艺......................
貌似某国滴粉末盘工艺是引进毛子滴....

fmpgy.JPG
哎,中国现在的科技方针就是跟踪,也别指望比别人能更快的利用自己的资源了,合金研究,没有大量的时间作实验是不可能......
原来如此, 感谢LZ资料, 看来我们还是材料上是短板. 基础研究投入不足啊.
20世纪末本大爷报学校专业的时候就想填材料和航空发动机,怎奈理科不行啊...
PRINCEBUSTER 发表于 2009-4-13 15:09
请教老大:高温下为何会重结晶?晶粒究竟是一种什么样的物理结构?:(
"涡前温度达到2000K........."
额滴娘啊,这是外星科学
不懂,希望能快步赶上
没铌钛铝合金这种说法:D
都是叫高铌含量钛铝合金:D
要记住,材料这一块反映的是我们的基础研究领域里的水平!的确还是很落后的!
这个领域的确是很考验基础科学
材料和工艺还是嫩啊
这个专业很苦的,清水衙门,出去又找不到好工作,话说社会这么浮躁的,难啊...