材料工程
哈氏合金B3材料成形加工工艺方法
卢广贤,夏崇华,刘丰
(江苏中圣高科技产业有限公司,江苏南京21111)
摘要:对
哈氏合金B3材料的技术特性以及成形工艺进行了分析,并对
哈氏合金B3材料封头成形
工艺进行了试验。结果表明,采用模压或旋压的冷加工方法,封头成形质量完全满足设计要求,成
形加工工艺简单、合理可行。
关键词:哈氏合金B3;封头;成形エ艺
中图分类号:T1142.2;T116文献标识码:B文章编号:1001-4837(2012)01-0048-04
doi:10.3969/j.is.1001-4837.2012.01,009
Study on Forming Technology Method of Ha s Aloy B3 Materials
LU Guang-xian, XIA Chong-hua, LIU Feng
Jiangsu Sunpower Technology Co. Ltd, Nanjing 211112, China
Abstract: The technical characteristics and forming process of Ha 's alloy B3 materials were analyzed, and
a experiment was carried on forming process of Ha ' s alloy B3 material head. The results showed that by
the moulding or spinning method of cold forming, sealing head forming quality completely meet the re
quiremenl of design, forming process is simple, reasonable and feasible.
Key words: Ha 's alloy B3 head forming process
加工-2?,进行分析研究,并通过试验,找出了
0引言
种可靠的哈氏合金B3封头成形加工工艺方法。
哈氏合金B3材料是在哈氏合金B2的基础
材料分析
上政进的新材料,提高了材料的热稳定性,从而提
高了耐蚀性能,同时,改善了热成形与冷成形性
哈氏合金B3(UNS牌号为N10675),是一种
能。近年来,已经越来越多地应用于化工装备的含碳量和含硅量极低的Ni-Mo合金,其主要化
生产制造中
学成分见表13。哈氏合金B3板材固溶状态的
但在我国,哈氏合金B3成形加工的经验还力学性能如表2所示。哈氏合金B3室温下的
不够成熟,特别是哈氏合金B3封头的成形,国内物理性能见表3
很多加工厂都没有可靠的加工工艺和经验。据调
从 Haynes公司提供的哈氏合金B3材料的试
査分析,哈氏合金B3封头的成形加工最易出现验数据了解到,随加热温度上升,其抗拉强度
的缺陷是表面开裂、起皮和变形,很难保证成形过屈服强度、弹性模量会降低,而延伸率、热膨胀系
程的成功。为此,针对哈氏合金B3封头的成形数、导热系数和比热略有升高;而随冷态变形率的
第29卷第1期
压力容器
总第230期
增加,其硬度、抗拉强度和屈服强度增加,延伸率降低。
表1哈氏合金B3材料的化学成分
%
元素NiC「 Co Cr Mo Cu Fe Si Mn Al P W「YiNb」TaV「 Zr Ni+Mo
≌1≤≤1.0~27.0≤.0?≤「≤「≤「≤
≤「≤≤「≤「≤「≤「≤194.0
65.00.013.03.0132.00.203.010.103.00.50?0.01010.03013.010.200.200.2010.200.1098.0
表2哈氏合金B板材固溶状态的力学性能
板材厚度最小抗拉强度Rっ「最小屈服强度R。「最小延伸率(50.8mm)「最大洛氏硬度
项目
/mm
/Mpa
/Mpa
HRB
数值
≤63.5
760
350
100
表3哈氏合金B3室温下的物理性能
相对密度熔化温度范围(熔点)电阻率从「21℃热膨胀系数导热系数弹性模量比
项目
g. cm
/o?cm/m?(m?℃)I/W?(m?℃)
/Gpa
数值9.22
1371~1420
137
10.6x10-°
11.2
216
触的模具表面清理干浄;冷加工时,可采用润滑方
2成形加工工艺
法,成形后须立即脱脂处理或用碱清洗;
8)加工件出炉水冷后,表面的氧化膜较厚,
2.1成形加工特性?
应充分酸洗,如残留有氧化膜,可能在下次压制时
经分析,哈氏合金B3的成形加工特性主要产生裂纹;必要时,可在酸洗前喷砂处理。
有
2.2焊接与成形
(1)哈氏合金B3材料的延伸率较高,为冷压
在成形加工前,原坯料如果需要拼接焊缝,最
成形创造了有利条件;
好选择钨极氩弧焊(CTAW)焊接方法,这样才能
(2)哈氏合金B3材料比奥氏体不锈钢坚硬,更好地保护焊缝不被氧化,如果采用手工电弧焊
加工硬化倾向更明显,所以在冷成形时需要更大方法,很容易造成中间焊道被氧化,即使每层打磨
的压力,或分步成形
清理,也难保清理彻底,有细微的氧化层残留,也
(3)哈氏合金B3材料冷成形变形率小于可能会对焊缝的成形加工性能造成影响。
10%时,不会对加工件的耐腐蚀性能造成影响,但
工件焊接之前,必须去除坡口和母材表面的
在焊接加工中,残余应力的存在可能会给焊缝造附着物和氧化层,因为氧化膜和杂质的存在会影
成热裂纹。因此,对于后期需要焊接加工的工件,响焊鏠和热影响区的性能。焊接最好选用小电
还是应尽可能消除残余应力的影响;
流,避免过慢的速度,不摆动,层间温度控制在
(4)变形严重的冷成形会提高哈氏合金B3100℃以下,采用正、背两面氩气保护,避免合金
材料的屈强比,还会增加应力腐蚀和裂纹的敏感元素高温氧化烧损。
性,常采用中间和最终热处理工艺;
压制前应将焊缝表面打磨光滑,去除焊缝表
(5)哈氏合金B3材料在高温下对氧化性介面较厚的氧化层并辅以酸洗。因为哈氏合金B3
质及硫、磷、铅及其他低熔点金属非常敏感;
材料焊缝的氧化层很坚硬,直接酸洗难以去除,在
(6)在600~800℃区间,加热时间过长,哈压制成形过程中很容易产生细微的裂纹,对焊缝
氏B3合金会产生脆性相,导致延伸率降低,而且的性能造成影响。
在此温度区间外力或变形受到限制时,容易发生
热成形的优点是可一次成形,能避免加工硬
热裂纹。因此采用热成形时,温度必须控制在化,如果成形温度能控制好,还可免去热处理。但
900℃以上;
热成形过程中温度变化很大,且每个区域都有不
(7)哈氏合金B3材料加工压制前,与工件接同,甚至与模具直接接触的表面可能要远低于金
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