绝对干货 ｜ 高温合金的无损检测(高性能GH4220高温合金板 中板工艺)

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本文导读目录：

1、绝对干货 ｜ 高温合金的无损检测

2、高性能GH4220高温合金板 中板工艺

3、K4169镍铬基高温合金材料介绍

绝对干货 ｜ 高温合金的无损检测

　　事实上，高温合金中各成分含量变化能直接影响材料的各项性能，甚至某些关键微量元素含量的细微变化，将会对材料性能产生非常大的影响，因此需要对此进行有效的利用或严格的控制。

　　这不仅给材料冶炼提出了很高的要求，同时对成分分析技术和分析方法也是严峻的挑战。

　　因此，采用先进的化学成分分析技术或分析方法标准准确测定合金化学成分及夹杂物含量对于改善高温合金的制备冶炼工艺、净化制备过程中混入的夹杂物、提高材料的力学性能及结构材料部件使用寿命，具有重要意义。

　　为了满足材料研制过程中对检测进度及化学成分控制的严格要求，一些新的测定高温合金化学成分的仪器分析技术应运而生，分析方法呈现多样性，分析方法的灵敏度与选择性也越来越高。

　　高温合金化学成分测定用仪器分析法包括吸收光谱法、发射光谱法、质谱法和红外/热导法。

　　发射光谱法主要包括空心阴极原子发射光谱法、电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICPAES）、氢化物发生原子荧光光谱法（HGAFS），X射线荧光光谱法和火花源光电直读光谱法，因其测定灵敏度高，有较宽的线性动态范围，良好的精密度和重复性，可实现多元素同时分析等特点，非常适合于高温合金中化学成分的分析。

　　综上所述，高温合金中化学成分的分析方法正在逐渐从经典化学分析法及单一的元素分析不断向仪器分析法及多元素同时分析的方向发展，从而将高温合金中化学元素的分析推进到更新更高的水平。

　　此外，作为高端装备的关键部件，高温合金的应用从原材料、坯料到成品的各个阶段，均需要进行无损检测，由于超声检测具有方便、安全、快捷和可靠性的特点，超声检测在高温合金领域得到了广泛使用。

　　高温合金的无损检测在高端设备检测上占有重要的地位，无损检测贯穿着结构件制备的全工程，从原材料到制造过程再到在役检测。

　　常用的无损检测方法有超声检测和荧光检测两种[2]。

　　粉末高温合金特点为晶粒细小、组织均匀、无宏观偏析、合金化程度高、屈服强度高、疲劳性好是制造高推比新型发动机涡轮盘、篦齿盘最佳材料，我国某型号发动机就用到了粉末材料。

　　涡轮盘是飞机发动机的关键件，在高温工作环境下承受更高的载荷，工作条件十分苛刻，同时粉末盘的特点是导致疲劳断裂的临界缺陷尺寸微小，也就是说微小缺陷也将严重影响零件的使用性能，甚至造成灾难性的后果。

　　超声检测是无损检测的常规方法之一，具有穿透能力强，灵敏度和分辨率高是利用超声波穿透材料时的变化检测、可定位和定量检测等优点。

　　超声波探伤仪是超声检测的主要设备，通过发射电路产生高压电脉冲，激励晶片产生振动，藕合到工件中产生发射超声波动，接收来自工件的反射波，经过放大、检波等处理后进行显示。

　　显示方式有A,B,C,D等，A型显示是一种波形显示，横坐标一般代表的是声波的传播时间(或距离)，纵坐标代表反射波的幅度。

　　根据波形的形状来确定材料中是否有缺陷，缺陷的大小及形状。

　　B,C,D显示都是表示的某一截面的灰度图[5]。

　　为了检测粉末零件中的微小缺陷，关键是提高小缺陷超声反射信号幅度和信噪比。

　　如何实现既能提高小缺陷反射幅度，同时又能提高信噪比。

　　采用水浸聚焦探头、高的检测频率是途径之一。

　　这是因为聚焦声束在焦区能量高度集中，声压明显提高，因而小缺陷反射幅度高；声束穿过的基体材料体积较小，相应引起的散射噪声也较小，使得信噪比较好。

　　但不同聚焦探头参数不同，为了保证零件全厚度范围的检测灵敏度，超声检测工艺参数的制订至关重要。

　　低周疲劳试验数据表明，粉末零件裂纹起始于表面缺陷的约占25％，起始于近表面缺陷的约占30％，其余起始于内部，但近表面缺陷的危害更大。

　　荧光检测是检测零件的表面开口缺陷，针对粉末零件产生的缺陷小的特点，荧光检测的关键是确定发现微小缺陷的工艺参数[6]。

　　中灵敏度：较难从粗糙表面去除，适用于精密铸钢件、焊接件、精密铸铝件、轻合金铸件及机加工表面。

　　1）成份：与后乳化型荧光渗透液的成份基本相同。

　　超高灵敏度后乳化荧光渗透方法对小缺陷具有最高的检测灵敏度，因此荧光检测方案确定采用超高灵敏度后乳化荧光渗透工艺。

　　依据选择的荧光渗透剂的类型，选择合适的显像方法，依据渗透探伤的标准进行探伤测试，然后依据荧光检测的显示，采用20倍的双目放大镜进行观察。

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高性能GH4220高温合金板 中板工艺

　　HB52841984《航空用GH220合金热轧棒材技术条件。

　　商标:GH4220C(％):≤0.08Cr(％):9.0～12.0Mo(％):5.0～7.0Ni(％):余量Co(％):14.0～15.0W(％):5.0～6.5Al(％):3.9～4.8Nb(％):Ti(％):2.2～2.9B(％):≤0.02Fe(％):≤3.0Mn(％):(％):V0.2～0.8,Mg微量GH4220热处理制度1220℃10℃，4h，空冷+1050℃10℃，4h，空冷+950℃10℃，2h，空冷。

　　合金采用真空感应加真空电弧重熔工艺或真空感应加电渣重熔工艺熔炼。

　　热锻造、热轧+退火、正火、回火、淬火和回火、及根据客户的要求。

K4169镍铬基高温合金材料介绍

　　K4169相当于美国Inconel718C合金，是以体心四方的''相为主要强化相、面心立方的'相为辅助强化相的沉淀强化型Ni-Cr-Fe基高温合金。

　　该合金由变形合金发展为铸造合金，由于合金在很宽的中、低温度范围（-253700℃)内具有较高的强度、塑性、优良的耐腐蚀性、耐辐射性以及良好的焊接性能，而被广泛用于航空、航天发动机、核反应堆以及石油化工领域。

　　合金适用于制作650℃以下工作的发动机叶片、机匣以及其他结构件。

　　Q/5B4531995《K4169合金锭。

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