K419概述:
K419是高钨低铬型镍基铸造高温合金,含有较多的γ’相形成元素铝、钛、铌等,并含有较高的硼。合金具有高温强度高、综合性能好组织稳定、铸造上艺性能好等特点。在700~1150℃下铸态或渗铝态的持久性能均无缺口敏感性,基材在1050℃以下抗氧化。在涡轮转子叶片通常承受的应力范围(147-245MPa)内,与国外同类型的合金相比较,工作温度比MAR-M246合金约高10℃,比IN100合 金高25-30℃。该合金不含昂贵的金属元素。适合于制作1000℃以下工作的燃气涡轮空心叶片和整体铸造涡轮等高温零件。
K419应用概况与特殊要求:
用该合金制造的涡轮喷气发动机起动器整体铸造涡轮转子,工作温度约900 ℃,最高转速达8000r/min,已通过台架试车鉴定,另外,该合金还大量用作高温(>1000℃)持久拉伸试验机夹具。
K419熔炼与铸造工艺:
真空感应炉熔炼母合金,真空感应炉重熔,浇注熔模精铸件和试样。
K419工艺性能与要求:
成形性能:铸造性能良好,用熔模铸造法可铸成复杂的薄壁空心叶片,也可铸出整体涡轮。铸造收缩率约为2%。
零件热处理工艺:零件在铸态下使用。
表面处理工艺:采用固定渗铝法,即950℃、渗铝1h,然后在1050℃扩散处理2h。
K419化学成分:
碳C:0.09-0.14
铬Cr:5.50-6.50
镍Ni:余量
钴Co:11.0-13.0
钨W:9.50-10.50
钼Mo:1.70-2.30
铝Al:5.20-5.70
钛Ti:1.0-1.50
铌Nb:2.50-3.50
铁Fe:≤0.50
硼B:0.05-0.10
锆Zr:0.03-0.08
镁Mg:≤0.003
钒V:≤0.10
硫S:≤0.015
硅Si:≤0.20
锰Mn:≤0.50
铜Cu:≤0.40
随着科学技术的不断发展,高温合金已经成为航空航天等领域的材料之一。在众多的高温合金中,K419合金因其出色的高温强度和稳定的组织结构而备受关注。那么,K419合金具体有哪些应用概况和特性,以及其偏析行为和析出相如何呢?
首先,K419合金是一种镍基沉淀硬化型等轴品铸造高温合金,可用于制作燃气涡轮空心叶片和整体铸造涡轮等高温零部件。在零部件工作温度约900℃、最高转速达80000r/min的情况下,该合金表现出较高的高温强度和综合性能,具有组织稳定、铸造工艺性能好等特点。此外,K419合金不含昂贵的金属元素,高钨低铬是其成分的特点之一。合金中w(W+Mo)达12%、w(Al+Ti+Nb)达9%,同时含有较高的硼元素。在工作温度范围内,与国外同类型的合金相比,工作温度比MAR-M246合金约高10℃,比IN100合金高25℃~30℃。此外,该合金在700℃~1150℃下铸态或经渗Al后的持久性能均无缺口敏感性,基材在1050℃以下抗氧化。
其次,K419合金的偏析行为和析出相也是该合金研究的重要内容。研究表明,凝固末期多种强枝晶间偏析元素在液相中的偏聚导致K419合金的凝固行为较K418复杂。多种元素在枝晶间剩余液相中的偏聚导致K419合金的液相线极低。K419合金凝固过程中漫长的剩余液相期的存在严重削弱了枝晶间结合力,增加了其热裂倾向性。基于一种热裂敏感区模型提出的热裂倾向性系数判据表明,K419合金的热裂倾向性系数高于K418合金。因此,在K419合金的生产过程中,需要注意元素偏析的问题,以保证其稳定的组织结构和良好的力学性能。