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INCONEL 625 技术数据
平均拉伸数据,室温*,1600 (871),热,686868,平均破裂数据,表*。
精加工,硬质合金刀具应比高速刀具具有更小的角度,并且操作速度可以更高,建议使用硫基切削液,加工后彻底清洁工件,以防止后续热处理过程中表面受到污染,氯添加剂将是一种替代方法,1600 (871)。
*单次加热的单次测试,**1875F (1024C),快速冷却,82 (565)36 (248)12 (83),6°6°--,1400 (760)。
0.06/.0100.05/0.060.03/0.,142.9 (985)145.5 (1003)14,68 Btu-inhttp://www.touti,可加工性,71 (490)27 (186)6.7 (46),铬,0.102 Btu/lb-°F0.1070.111,0.2%偏移时的屈服强度。
ksi (MPa),毫米/转,B97,加工 热加工可在 2100°F (1149°C) ,应注意避免摩擦生热。
否则会导致过热,超过 2100°F (1149°C),合金 625 在低于 1850°F (1010°C,低于此温度的工件应重新加热,建议均匀减少以避免形成双相晶粒结构,建议精加工减少约 15/20%,81,16152019。
20.0,8.44 克/立方厘米,sfpm,元素,健康)状况。
* 每个温度下五次测试的平均值,12111514,8°14-18°8°25°最多 45°,形式,10004000800016000,测试温度,F(C),*在 1925°F (1052°C) 下退火。
快速冷却,0.2%偏移时的屈服强度,Ksi (MPa),138.8(957)133.3(919)129.4,退火**。
10004000800016000,——,平均夏比 V 型缺口冲击强度,110,464444424344,8.00,0.015,——。
角度,比热,1200 (649),车削钻孔 (.500"/12.70mm)攻丝铣削铰,429 J/kg-°C44646348049651,B94。
测试温度,°F(°C),60 (414)20 (138)**3.7 (26,7575,656665,68-40068-60068-80068-1000。
38414445454647706910889,公制单位,极限抗拉强度,Ksi (MPa),在1925°F (1052°C) 下退火,快速冷却,硬度。
洛氏,老化时间,小时,老化温度,F (C),密度,——,最大限度。
板,1/2 英寸(12.7 毫米)厚,磷,巴尔,1200 (649),极限抗拉强度,ksi (MPa)。
0.015,英尺磅,68.3 (471)66.4 (458)63.7 ,低切削速度、刚性刀具和工件、重型设备、充足的冷却液,12-2010-125-1010-208-10,0100200300400500600,铝。
平均拉伸数据,片材*,742123925727529321112,伸长率为2"%,健康)状况,0.10。
手术,板,3/8 英寸(9.5 毫米)厚,67.9 (468),——,30292632,老化时间,小时。
1.26 微欧米1.271.281.291.301,平均断裂强度,KSI(兆帕)的时间指示的,0.50,老化时间,小时,极限抗拉强度。
ksi (MPa),47,老化温度,F (C),片材,* 0.0.78-0.155"厚。
0.40,用于车床车削操作的高速切削刀具,合金 625 是一种非磁性、耐腐蚀和抗氧化的镍基合,在低温至 2000°F (1093°C) 的温度范,其出色的强度和韧性主要源自难熔金属、铌和钼在镍铬基,该合金具有优异的疲劳强度和对氯离子的抗应力腐蚀开裂。
625 合金的一些典型应用包括隔热罩、熔炉硬件、燃,1600 (871),*基于 146 次测试的平均值**基于 67 次测,*** 基于 4 次或更少测试的平均值,1200 (649)1400 (760)1600 ,碳,后倾角正侧倾角端部间隙端部切削刃侧部切削刃。
10 小时,49.6 微欧英寸,50.050.450.851.251.652.0,形式,606060,物理特性。
131.5 (907),5.00,10004000800016000,* 1/2 英寸四次测试的平均值,(12.7mm) 板从单一加热。
**1875F (1024C),快速冷却,165.0 (1138)163.6 (1128)1,——,平均冲击强度,板材 *。
0.014-0.063"厚的板材,室200(93)400(204)600(316)8,20-20420-31620-42720-5382,——,多发性硬化症。
1400 (760),0.2%偏移时的屈服强度,ksi (MPa),95.5 (658)104.1 (718)97.4,4.15,322123925727529321112,67.4 (465),——。
硫,45,镍,硅,老化温度,F (C)。
——,5454,17121312,10004000800016000,13.1 x 10(-6)m/m-°C13.513。
0.250.15/0.25------,100040008000,知识产权,1000 小时,9.8 W/M-°C11.413.415.517.,23100200300400500600,粗加工,导热系数。
平均动态弹性模量,psi x 10(6) (MPa),速度,100 小时,在1925°F (1052°C) 下退火。
快速冷却,板,1/2 英寸(12.7 毫米)厚,钴,66.2 (456),30.2(208000)29.2(201000)2,1.00,时效硬度。
室温*,伸长率为2"%,平均动态弹性模量 *,72.0(496)67.3(464)62.2(42,23100200300400500600,J,0.40。
1400 (760),英制单位,46,在1925°F (1052°C) 下退火,快速冷却。
22,65.5 (452)67.0 (462)80.0 ,形式,可,铁,0.0100.006/0.010------,形式。
7.3 微英寸/英寸-°F7.57.78.08.4,11854,合金 625 经受住了许多腐蚀环境,在碱性、盐水、淡水、中性盐和空气中,几乎不发生侵蚀,镍和铬提供对氧化环境的抵抗力,镍和钼提供对非氧化气氛的抵抗力。
钼可以防止点蚀和缝隙腐蚀,铌在焊接过程中稳定合金以防止敏化,耐氯化物应力腐蚀开裂性能优良,该合金在高温下可抵抗结垢和氧化,焊性 焊接可以通过使用钨电极或自耗电极的气体保护工,不需要对焊缝进行焊后热处理以保持耐腐蚀性。
可以焊接重约束部分,并且焊缝的机械性能遵循与母材性能相同的趋势,应遵循标准做法,例如清洁表面、良好的接头对齐、较厚部分的 U 形接,10.0,58,硬度,洛氏 A。
742123925727529321112,100040008000,1200 (649),电气电阻率,——。
板,***1/4"1/2"3/4"1.00"1-1/2,最小,127.7 (880),钛,钼。
10004000800016000,——,退火**,房间20040060080010001200140,——,2 英寸(50.8 毫米)伸长率。
百分比,23.0,132.0 (910),冷成型,3.15,退火**,喂养。
28241812,B94B98B98B97B97C20,华氏度,锰,在1925°F (1052°C) 下退火,快速冷却。
72,*单次加热的三个测试的平均值,**1875F (1024C),快速冷却,测试温度,°F(°C),合金 625 可以通过标准方法进行冷成型,当材料因冷加工而变得太硬时。
可通过工艺退火恢复延展性,130.0 (896)130.0 (896)127,平均硬度和拉伸数据,室温,100040008000,0.50。
℃,*在 1925°F (1052°C) 下退火,快速冷却,**外推,平均热膨胀系数,10004000800016000。
——,122.3 (843)117.9 (813)117,高速钢的切削速度,铌 + 钽,132.0 (910)130.0 (896)132。
0°,需要氢化钠浴来对这种合金进行除垢,氢化钠处理后,应将材料浸入 165°F (74°C) 的硫酸浴中,然后需要在 145°F (63°C) 的氮氢氟酸浴,冲洗。
硫酸溶液:16%(重量),H 2 SO 4,硝酸溶液:按重量计8% HNO 3和按重量计3% ,用于宏观检查的酸蚀刻 - 将材料电解到 3:1 H,在 0.645 amp/in² (25.4 A/m,0.305 磅/立方英寸,合金 625 具有三种基本热处理:(1) 高固溶退。
(2) 低固溶退火 - 1700/1900°F (,空气淬火或更快,(3) 应力消除 - 1650°F (899°C),空气淬火,在上述温度下的时间取决于体积和切片厚度,例如,条带所需的时间比大段要短,1 号和 2 号处理的温度通常保持 1/2 至 1。
3 号处理的温度通常保持 1 至 4 小时,1 号处理不常用于低于 1500°F (816°C,它通常用于 1500°F 以上且抗蠕变性很重要的场,高固溶退火还用于为温和的加工操作(如冷轧或拉拔)提,2 号处理是使用过的处理,可在从环境温度到 1900°F (1038°C) ,低温下的延展性和韧性也非常好,当需要最大疲劳、硬度、拉伸和屈服强度特性时。
建议在低于 1200°F (649°C) 的温度下,低温下的延展性和韧性非常好,当疲劳强度、拉伸强度和屈服强度需要达到 1500°,有时会使用 3 号处理,151175。
顶刊《AM》:增材制造Cu
2.实验程序,江苏激光联盟陈长军原创作品,基于AM的技术,例如DED和选择性激光熔化(SLM ),已经被研究来改变范例,并且已经导致具有保形冷却通道(CCC)的模具的制造,CCC是遵循模具形状的通道,以保证快速和均匀的冷却。
例如,通过SLM创建多个冷却通道布局,并研究制造的模具的表面粗糙度和冷却均匀性,激光金属沉积(LMD)被用来生产CCC,并与传统的钻孔直通道进行比较。
有CCC的零件经历了更均匀的温度分布和整体更低的温,与仅具有线性冷却通道的模具相比,通过AM和机械加工的混合制造的注射模具大大减少了循,此外,与具有直通道的传统模具相比。
具有CCC的附加制造工具有助于减少零件变形,这是因为温度变化减小了,图2.(a)铁-铜,(b)铁-镍,和(c)铜-镍的二元合金相图,图5.DED制造(a) Cu-D22-H13 MM。
图4显示了定制DED系统的原理图和设置,以生产本研究中的样品,该系统由激光器、气体供给组件、粉末供给器、运动控制,激光系统是IPG YLR-1000-WC掺镱连续波,其峰值功率为1 kW,波长为1064 nm,光束直径为3 mm。
使用粉末进料系统(Powder Motion La,该粉末进料系统具有陶瓷喷嘴(图 4b),粉末进料喷嘴的内径为1.5毫米,在基底上方的间隔距离为15毫米,氩气用作粉末运载介质。
将颗粒从粉末容器输送到熔池,计算机数字控制(CNC)平台被设计成在激光器部件静,刀具路径是单轨多层,Cu和D22沿其从左至右沉积,随后从右至左沉积,材料沉积是在氩气环境中进行以防止沉积物氧化。
制造的Cu-D22-H13 mm和D22-H13 ,分别是a和b,与传统制造的单一材料结构相比,多金属结构(MMS)可以提供更广泛的特性,包括化学(腐蚀、氧化等),)、热物理(密度、导热率等,)和机械(抗拉强度、延展性、硬度等),增加这些特性的范围可以促进更好的应用。
包括在极端环境中的应用,已经进行了许多研究来证明结合不同材料用于特定应用的,例如,钛合金已经成功地与奥氏体不锈钢结合,将钛合金的高强度重量比和超耐热性能与不锈钢的良好可,这种组合已经用于航空航天和核应用。
还研究了Inconel (IN718和IN625),以将Inconel的高强度、耐腐蚀性、抗蠕变性和疲,此外,已经进行了制造由钛/铝制成的双金属结构的研究,钛/铟718 、铜/铝、以及铜/铟718,据悉。
增材制造顶刊《Additive Manufactu,利用Ni基材料作为过渡,制备出Cu-H13工具钢材料,本文为第一部分,图6.(a)Cu-D22-H13 MMS上的分段拉。
(b)D22-H13 DJ上的分段拉伸试样,(c)拉伸样品的尺寸,参考资料:Laser aided additive,International Journal of ,Volume 172,January 2022,103817。
因此,可与Cu和Fe形成合金的中间材料可用作结合剂来结合,因为Ni可以与Cu形成固溶体,所以含有高含量Ni的材料通常被用作这种中间层,例如,410C不锈钢被用作H13沉积物和铜合金基材之间的,结构的拉伸测试显示界面处的低结合强度。
Onuike等人成功沉积了GRCop-84(铜基合,%铬和5.8wt%,%Nb)/718,由于镍基高温合金通常包覆在H13上以提高高温下的耐,IN718可以提供将Cu与H13键合的解决方案,图3.(a) Cu-H13 DJ,(b) Cu-D22-H13 MMS和(c) D2。
此外,镍的CTE为13.3×10exp(6)/°C,介于铜和H13之间,因此,在铜和镍之间插入镍由于CTE值的差异,H13可以减轻残余应力的发展,此外,Ni具有高热导率。
因此不会阻碍Cu-Ni-H13 中的大部分热传递,考虑到上述事实,镍是结合铜和H13的良好候选者,D22被选作中间层,因为它主要由Ni (> 95 wt,%),硼和硅的存在有助于形成硬质硼化物和硅化物相,即使在高温下也有利于其耐磨性。
此外,D22易于加工主要用于修理模具,这与本研究的应用是一致的,图4 (a)DED过程的示意图和(b)实验装置,直接在H13上沉积Cu是最费时和能量的有效方法,然而。
根据铜-铁相图 (图,2a)中,将Cu和H13直接结合是具有挑战性的,因为只有非常少量的Cu(小于2.5wt%)可以在形,在室温下还原α-Fe,直接连接Cu和H13将最有可能以富铜和富铁材料的交,因为铜基本上不能溶解在铁中,此外。
根据Cu和H13的热性质(表2),H13位置-与铜(17×10exp(6)/°C)相,具有低得多的CTE(10.4×10 exp(6)/,这一事实将在双材料界面处产生显著的残余应力,这将很可能导致开裂,H13工具钢(H13)是热加工和冷加工工具应用中最,因为它具有高淬透性、突出的耐磨性以及优异的韧性和抗,模具的常规制造包括从固体退火H13块中机械加工这些。
随后热处理这些部件以获得所需的高硬度和强度,AM可以为具有非常复杂的几何形状和可比质量的自由成,模具/铸模中需要冷却通道,因此在使用过程中冷却剂可以通过通道循环以冷却模具/,组件的效率和充分冷却至关重要,因为不充分的冷却会导致长周期服役时间并引入热致缺陷,如疲劳和翘曲。
在传统的制造模式中,冷却通道是通过钻孔形成的,因此是直的,导致不均匀的热传递、不均匀的冷却和热致应力,据报道,对于Cu-AISI 1013钢系统,当Cu浓度在5wt %范围内时。
从沉积物中发现凝固裂纹,残余应力还会导致Cu-H13界面开裂,在激光加热和随后的冷却循环中,Cu和H13的温度经历周期性变化,在加热阶段。
Cu的表面温度远高于下衬底的表面温度,同样,在冷却阶段,铜的冷却速度更快,在加热阶段,由于铜的温度较高,铜的膨胀受到较冷衬底的限制。
导致衬底承受拉伸应力,铜产生压缩应力,图1.(a) Cu和(c) D22粉末的SEM图像,(b) Cu和(d) D22的粒度分布,未完待续,江苏激光联盟激光红欢迎您的持续关注,图7.(a)Cu-H13 DJ的纵剖面概述图。
显示(b)1区、(c)2区和(d)3区结构的显微图,当应力超过任一材料的屈服强度时,塑性变形开始发生,材料开始开裂,这项研究表明H13对热应力诱发的裂纹更敏感,因为裂纹主要分布在基底区域。
在Cu-H13圆柱形芯的热疲劳试验中也观察到了这种,其中裂纹是在当H13涂覆在铜基底上时沉积H13,本研究中使用的材料包括Royal Metal Po,选择纯铜是因为在铜中添加其他元素会显著降低其热导率,使用扫描电子显微镜对Cu和D22粉末进行表征,每种材料的代表性图像见图1,使用ImageJ分析两种粉末的粒度和分布,分析表明。
铜和D22的平均粒径分别为110微米和62微米,在退火条件下,基底是AISI H13,3.1.微观结构表征,图 7b在靠近双材料界面的Cu中呈现柱状晶粒,向上层生长。
这种柱状晶粒的形成是DED工艺中快速定向凝固的结果,在沉积过程中,激光扫描基底的顶面以产生熔池,当填充材料被输送到熔池中时,它迅速凝固,当在室温下的衬底上沉积材料时。
初始的冷却速率,例如,陈等人报道了在衬底上沉积第一层IN718的冷却速率,Hejripour等人报告冷却速率为800 K/s,https://doi.org/10.1016/j。
江苏激光联盟导读:,相反,在随后的凝固冷却过程中,Cu的冷却速度要快得多,因此,Cu经历收缩,并且其收缩受到基板的限制。
导致基板中的压缩应力和Cu中的拉伸应力,因此,基底和铜经历了循环拉伸和压缩应力,高冷却速率导致形成与热量相反生长的柱状晶粒流向,这种现象通常在许多材料的AM中观察到,例如镍基和钴基合金,区域1中铜的平均晶粒尺寸为宽度为200微米,最大为长度为1000微米。
在打印后续层时,激光-由于铜的高导热率,产生的热量被快速转移到先前沉积的下层,此外,由于H13具有比Cu低得多的导热率,所以热量不会迅速消散,因此,二次加热容易提高Cu再结晶点以上的温度。
引起晶粒长大,由于非常有限的层扩散,在D22-H13界面经历了元素含量的急剧转变,在D22-Cu界面上,检测到Cu和Ni的逐渐过渡。
表明连续的元素扩散,拉伸试验表明,Cu-D22-H13 MMS试样在Cu区断裂,其形貌表明为韧性断裂,D22-H13 DJ在D22区域失效,尽管延伸主要发生在H13区域。
Cu-D22-H13 MMS和D22-H13 DJ,表明了强的结合强度,显微硬度测量观察到H13表面的硬度由于激光硬化而增,材料硬度在Cu-H13 DJ中迅速下降,但在Cu-D22-H13 mm中逐渐下降,因为D22中的Ni扩散到多层Cu中,热导率测试表明,与纯H13相比。
Cu-D22-H13多晶材料的总热导率提高了约10,Cu的体积分数可以显著影响Cu-D22-H13多晶,图8 (a-b)Cu-H13 DJ在双材料界面区的,(c)区域A1和(d)区域A2中材料的EDS定量分,在本研究中,设计了三个薄壁MMS试件。
如图图 3所示,首先执行Cu和H13 (Cu-H13 DJ)的直接,以强调之前在直接连接过程中发现的问题,之后,D22被引入作为缓冲层以制造Cu-D22-H13 。
D22首先沉积在H13衬底上,随后,在D22的顶表面上沉积Cu以制造Cu-D22-H1,此外,为了测试D22-H13的结合强度。
还生产了直接接头(D22-H13DJ(图.3c),图 8a展示了界面区域未蚀刻的Cu-H13 DJ的,观察到Cu能够粘附到H13基底上,但是出现了微裂纹,这些裂纹位于界面处,并扩展到H13部分,进一步的分析证实了类似的裂纹分布在整个粘接线上,这些裂纹起始于双材料界面。
并扩展到基体中垂直于界面的区域,对这些裂缝的测量表明,它们的长度从40微米到70微米不等,这种裂纹是由于凝固裂纹和高残余应力的综合作用形成的,高残余应力是由于铜(17×10exp(6)/°C。
将Cu直接沉积到H13上可以由于凝固开裂而失效,凝固开裂是与凝固范围和终点液体的体积有关,两者都受标称成分和固化条件的控制,铁-铜相图(图2a)在较宽的温度范围内显示出较大的,因此,Cu-H13 DJ具有较高的凝固开裂敏感性,在铜层中观察到富铁颗粒。
在H13截面中观察到富铜颗粒,如图8b–9d 中所示的定量分析证明了铜向H13部,图 8中还报告了铜扩散到钢基体中的情况,出现这些问题是因为只有非常少量的Cu可以与H13形,在打印第一层Cu时。
一定量的H13被激光熔化以形成熔池,同时,注入的铜被输送到熔池中并与现有材料混合,在凝固过程中,由于铜几乎不能与H13混合。
铜从铜-H13溶液中分离出来,产生富铜和富H13材料,在文献中也观察到了铜镀层中的富铁颗粒现象,例如,在靠近Cu-H13界面的Cu层中发现了H13颗粒,在靠近铜合金镀层的界面上观察到SS316 L小球,当选择用于模具的材料时,需要在高温下具有一定的强度以保持部件的形状。
同时具有高导热性以减少部件的凝固固化时间,这种需求导致了对Cu与H13工具钢双金属结构的研究,利用定向能量沉积实验装置,使用了两种制造方法:在H13上直接沉积Cu和利用D,> 95 wt .% Ni含量),制造了三种结构:Cu-H13直接接头(DJ)、Cu,为了表征该结构,进行了以下操作:微观结构表征、元素分布、拉伸测试、。
将铜直接连接到H13上会导致界面开裂,通过引入D22缓冲层,在H13上成功沉积了无缺陷的铜,连接Cu和H13的另一种解决方案是使用直接层,其作为可溶于Fe和Cu的过渡材料,在当前的研究中,采用镍作为直接材料,根据铁镍相图 (图2b)存在混合的fcc(面心立方。
当铁镍合金中的铁含量范围为40wt%至95wt%,当镍含量大于60wt%时,铁镍合金是由FeNi3相形成,在另一个极端,当Ni含量小于5wt %时,观察到α-Fe,%,此外。
镍能与铜形成稳定的固溶体(图2c),本研究的目的是研究采用镍基合金Deloro 22 ,为此目的,使用DED技术进行了两种类型的实验,首先,将纯铜直接沉积在H13基板上。
并进行检查以揭示相关问题,之后,通过插入D22缓冲层来研究Cu-D22-H13 M,对制备的MMS的微观结构、力学性能和热性能进行了评,这项研究的结果提供了一个替代的解决方案,以解决与使用AM连接纯Cu和H13相关的挑战,成果摘要。
图 7c显示了区域2中的微观结构,该区域呈现柱状枝晶,Reichardt等人声称柱状枝晶是由先前固化层的,其中已经沉积的材料充当后续层固化的成核位置,铜的顶层(图 7d)也主要表现为柱状枝晶,结果还表明。
尽管铜吸收2-3%的红外激光能量(1.06微米波长,本研究中选择的DED工艺参数可以成功沉积铜,实现增强冷却的另一种方法是将具有高导热系数的材料与,这种双材料结构可以导致更快的热传递,从而减少生产时间,众所周知。
铜及其合金具有异常高的热导率,因此已经进行了一些研究来将铜和H13结合起来,铜和H13的直接连接会遇到问题,因为铜和铁是不混溶的,例如,Imran等人报道了在钡铜上沉积H13导致H13层。
这显著降低了双材料结构的机械性能,增材制造(AM)已经证明了通过直接粘合不同的材料来,通过中间层或成分渐变层组合不同的材料,直接连接不同的材料会导致多种失效模式,包括开裂、脆性和高水平的残余应力。
这些通常会发生由于缺乏溶解性、原子结构不匹配或被连,在材料之间的尖锐界面处,因此,开发了在不同金属之间插入中间层以产生功能梯度材料(,定向能沉积(DED)的AM工艺特别适合构建多材料组。
DED过程可以是粉末供给过程,其导致在运行中改变进入的粉末流的化学成分的能力,这种能力允许DED直接产生连接的结构以提供独特的功,图 7a显示了制造的Cu-H13 DJ的纵剖面图,在包括Cu-H13界面区域(图 7b)、中间层(图。
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