父老乡亲歌谱与不锈同行丨用于高载荷轴瓦的无玻钴合金-大明国际

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与不锈同行丨用于高载荷轴瓦的无玻钴合金-大明国际



1、前言
卡彭特Acube 100是一种不含铍的Co-28Cr-6Mo合金,专用于航空轴瓦和轴承。这些用途对材料有特殊的要求,直径2~4英寸的棒材毛岸红,屈服强度不得低于140ksi(965MPa)申智秀。为了开发这么高的强度等级,对轧制和锻造直径66.7mm的棒材进行了温加工能力对比。棒材由轧机和旋转锻压机加工而成宝米恰恰。无论是轧制还是锻造,最后一道次都要进行温加工应变硬化。表1是室温条件下,棒材的中心、半径中点和表层下部位材料的拉伸性能对比。

如表1所示,旋转锻造棒材的强度较高,能有效地形成细致均匀的晶粒结构。旋转锻造棒材即使中心部位的屈服强度也超过140ksi(965MPa)夏甸伊始,经过同样的旋转锻造工艺,直径分别为78、89和105mm 的粗棒材也达到了类似的强度水平。从表2可以看出φ12.7~38.1mm的棒材经过退火、热加工和温加工后,典型室温条件下拉伸性能的变化情况。对于小直径棒材。一般采用温加工或冷加工,0.2%屈服强度的最小值可以达到120ksi(827MPa),满足ASTM-F1537医用体内植入金属的要求吒府瞰蚂 。

2、相变
用于航空轴承这种关键部件的A c u b e 1 0 0合金采用的是优质冶炼工艺:真空感应炉初炼(VIM)+电渣重熔(ESR)。优质冶炼钢水纯净度高,清洁度好,钢锭组织致密。钢锭经过均匀化处理后显微偏析极小,然后被锻造成中间坯料的规格,再锻造成大直径棒材,或热轧成更细的棒材梁紫丹。变形和热加工过程中,钴合金从高温面心立方晶格相(fcc)转变为低温密排六方晶格相(hcp)。但是余英时文集,转变速度缓慢,即使是纯钴也是这样沙桐。添加碳、镍、铁和锰等合金化元素对面心立方晶格(fcc)有稳定作用。添加铬、钼、钨和硅对密排六方晶格(hcp)可以起到稳定作用。碳、铬,特别是钼使Co-Cr-Mo合金得到固溶强化。温加工或冷加工或热时效处理过程中,面心立方(fcc)转变为密排六方(hcp)也会使强度明显提高,见图1。另外,为了降低合金成本,卡彭特公司对提高镍和铁含量所产生的影响进行了研究。实验表明如果镍和铁的含量在0~15%的范围内逐步增加时,父老乡亲歌谱强化能力下降,因为压力加工过程中形成的密排六方晶格的数量减少。如果铁和镍的含量分别为5%和10%,模拟轴瓦试验时发现耐磨性降低。因此,镍和铁的含量最多不能超过1%(见表3)。


3、热时效
温加工试样规格为67~89mm,时效时间4小时,时效温度704~843℃日式面包王 ,通过试验观察其硬度变化。试样在电炉中加热让领导先走,空气冷却到室温。从图2可以看出时效期间硬度显著提高,时效温度在732~760℃范围时硬度最大。室温拉伸试样(0.250英寸厚的研磨件)是从时效处理棒材半径中点部位加工而成的。试验结果表明时效温度在718~746℃之间温加工棒材屈服强度可以提高40ksi(276MPa),但是伸长率明显降低。伸长率的最小值为5%王牌法神,与轴套用的CuBe合金基本相同。经过温加工提高强度(140ksi)时绍兴香炉峰 ,强度和韧性都达到最佳值,而且伸长率也在15%以上。洪煦榆

4、轴套磨损试验
轴套磨损试验不使用任何润滑剂,轴套套在硬化的440C的钢轴上旋转模拟实际工况。磨损起始点试验要给轴套逐步加载凉拌穿心莲 ,从2000磅至10000磅爱欲夜知味,加载的方向向下,轴与中心轴套12点位置产生接触。试验进行了2000个周期,初始载荷为2000磅,然后每转100周期加载500磅(图3)。每一个周期是从0度旋转到+25度小爱进城,然后返回0再旋转到-25度,最后再返回0度。每个周期都从12点的位置测量位移,负值越大,轴套与轴接触面的磨损越严重摩登衙门。当轴套与轴之间出现严重磨损和/或粘结时端木崇慧 ,试验无效,试验台无法保持所需的载荷。试验结束后检查轴套和轴的磨损表面,记录尺寸变化。试验在Cradin Aerospace的试验台上进行,根据Lockheed Martin规程LHM-010,试验在低的旋转振荡速度下,施加很高的载荷。外径22.9mm×内径1 7 . 8 m m的轴瓦双倍试样取自A c u b e 1 0 0合金棒材半径2 5 m m 和8 9 m m 的中心部位, 该合金棒材温加工后的屈服强度达1 3 0~1 3 5 k s i(896~931MPa)。这两个时效硬化后的试样经过机加工,屈服强度达到157ksi(1083MPa)。表4为轴套磨损试验结果及Cu-Be(UNS C17200)和Nitronic60*(UNS S21800)合金的对比数据,这两种合金在“金属的经济承受性判定”(Metals Affordability Initiative) 项目中经过 Lockheed Martin试验。


表4所示的试验结果表明Acube 100合金的轴瓦耐磨性能显著好于Cu-Be和Nitronic 60合金。Acube 100合金的磨损量或变形量最小,轴瓦的内径(ID)磨损量和瓦壁磨平量都不大。而且屈服强度也有明显改善,下限达到130ksi(896MPa)惊无命,时效硬化强度可达157ksi(1083MPa)。根据这些试验结果,Acube合金的耐磨性适于在TH04环境下(冷加工+时效最小值145ksi)替代Cu-Be合金陈子湄。
陈超 编译
大明钢铁网材料与加工组整理
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