无锡国劲合金公司专业销售高温合金、耐蚀合金、精密合金、镍基焊丝、高电阻电热合金、耐热钢，年生产能力8000吨。可供：线材、带材、棒材、板材、管材等产品。产品广泛应用于民用核电、石油化工、工业电炉、电站锅炉、舰船、机械、电子仪器等行业。
  国劲合金以专业团队、专业精神与专业知识为您提供价值大化的产品。
精密合金系列：1J30、1J36、1J50、2J22、2J85、3J01、3J09、3J21、3J40、3J53、4J28、4J29、4J36、4J42、4J50、6J20、6J22Inconel合金：Inconel625、Inconel625LCF、Inconel690、Inconel600、Inconel601,Inconel617、Inconel686、Inconel718、Inconel718
Incoloy合金：Incoloy800、Incoloy 800H、Incoloy800HT、Incoloy801

我国Incoloy800H钢板/钢带加工水平整体落后,仅能生产单张板,尚不能生产宽幅、大卷重镍及镍合金板带产品。因此,全面提升镍及镍合金板带加工水平,加快产品结构调整和技术进步显得非常紧迫。在各方努力下建成了一条5000吨/年镍及镍合金板带生产线,虽然*了装备方面的空白,但受制于工艺技术与纯镍的焊接难度,目前仍无法生产合格的宽幅、大卷重镍及镍合金板带产品。存在的主要问题:镍及镍合金板带生产线上没有拼焊设备,也没有成熟可靠的拼焊工艺技术,同时纯镍焊接性较差,焊接过程中极易出现缺陷,导致拼焊焊缝在酸洗、冷轧工序大量断带,影响生产效率及产品质量。
换言之,在线拼焊是保证冷轧、酸洗等工序生产效率及镍及镍合金板带产品成材率的关键工艺,拼焊质量直接决定了宽幅、大卷重镍及镍合金板带产品的质量。基于上述问题,本文重点对纯镍N6的焊接方法、焊接工艺、焊缝组织与性能、焊缝的碾压形变热处理以及焊缝断带机理等问题进行了试验研究并提出解决方案,*地解决了纯镍N6板带在线拼焊的问题。首先,探讨了纯镍等离子弧自熔焊焊缝缺陷形成机理。结晶裂纹的形成是基于Borland拉伸液膜理论。

Incoloy825、Incoloy903、Incoloy907、Incoloy925、Incoloy926Hastelloy合金：HastelloyB、HastelloyB-2、HastelloyB-3、HastelloyC、HastelloyC-4、HastelloyC-22、HastelloyC-276、Hastelloy C-2000Monel合金：Monel400,MonelR-405,MonelK-500

Incoloy800H钢板/钢带在等离子弧焊接时的较小熔池中,纯镍热导率高、固液相温度区间小、液态金属粘度大、流动性差,致使结晶速度加快,气泡逸出速度小于结晶速度,便在焊缝中形成气孔。分析纯镍焊接性及气孔特征,气孔主要是氢气孔、一氧化碳气孔、氮气孔。焊缝与近缝区晶粒粗化与母材化学成分、焊接方法及焊接热输入有关,焊接热输入增大,晶粒长大;纯镍N6化学成分中几乎没有可以形成碳、氮化物的元素,因此焊接过程中产生的第二相质点少,基本没有第二相质点阻碍奥氏体晶粒的长大,晶界可以自由移动至平衡晶粒尺寸。
而且等离子弧自熔焊过程中,熔池中少量的碳、氮化物粒子大部分发生溶解,减弱了粒子对晶界迁移的钉扎作用。总之,缺陷导致焊缝成形差、削弱力学性能,影响产品成材率。其次,针对等离子弧自熔焊焊缝缺陷,提出采用等离子弧填丝焊焊接纯镍N6板带。通过分析焊缝组织、性能,研究并揭示了填充焊丝消除自熔焊焊缝缺陷的机理。等离子弧填丝焊实现了6mm厚纯镍N6板带的单面焊双面成形;焊缝成形美观,无气孔、裂纹、咬边、凹陷等缺陷;等离子弧填丝焊过程稳定,拓宽了工艺参数规范区间;虽然纯镍填丝焊焊缝、自熔焊焊缝及母材基体均为奥氏体,但填丝焊焊缝晶粒较自熔焊焊缝细小;填丝焊焊缝抗拉强度、断后伸长率、冲击功比自熔焊焊缝分别提高了11.75%、84.8%、31.7%;填丝焊焊缝在不同腐蚀介质中的耐蚀性也优于自熔焊焊缝。
第三,针对填丝焊焊缝存在较大焊接残余应力且焊缝晶粒较粗大的问题,提出对焊缝进行碾压形变热处理工艺,探讨了碾压形变热处理工艺对焊缝组织、性能的影响。结果显示,随碾压热处理温度升高,焊缝抗拉强度逐渐升高,断后伸长率呈现出先增大后减小的趋势;合理的碾压形变热处理工艺可降低焊接残余应力;通过碾压作用破碎焊缝粗大的柱状晶,细化焊缝晶粒;适合6mm厚纯镍焊缝的碾压形变热处理工艺为:总碾压力21368.97N,碾压温度400℃,碾压速度3mm/s,碾压次数1次,压下率20%~25%。

碾压形变热处理工艺对优化纯镍焊缝组织、改善性能有积极作用,特别对提高焊缝塑性十分有效,能够得到焊缝高强度、高塑性的良好配合。后,针对非真空熔炼工艺生产的纯镍N6板带焊缝强度低、断带率高的问题开展研究,明确了焊缝断带原因:焊缝强度低、断带率高与熔炼工艺有关,即不同熔炼工艺生产的纯镍N6中同种化学成分含量有差别;非真空熔炼工艺生产的纯镍中非金属夹杂物的数量、尺寸均高于真空熔炼工艺生产的纯镍;非金属夹杂物降低焊缝力学性能与工艺性能的根本原因是:脆性不变形夹杂物与纯镍N6基体属于简单的机械结合,结合力弱。
非金属夹杂物与纯镍的弹、塑性及线膨胀系数有较大差别,变形过程中它们的变形程度不同,非金属夹杂物使应力发生再分布引起应力集中,非金属夹杂物与纯镍界面处形成空隙或裂纹,当持续加载时裂纹不断扩展,导致焊缝在低于正常拉伸强度时断裂。同时提出该生产线应全部使用真空熔炼工艺生产的纯镍N6板带。金属间化合物微叠层复合材料(Metal-Intermetallic-Laminate,简称MIL)是依据仿生学原理,模拟自然界中贝壳的结构,以高硬度、高弹性模量的金属间化合物作为强性层与塑性、韧性较好的金属交替叠加获得的新型层状复合材料。
微叠层复合材料通过较小的层间距和多界面效应,能够有效提高金属间化合物的断裂韧性以及抵抗裂纹扩展的能力,使其成为具有低密度、高强度、高比模量、高韧性等优异性能的结构功能一体化复合材料。微叠层复合材料有望在空间碎片超高速碰撞防护、地面轻型装甲车、武器装备防护和航空航天等领域获得应用。目前为止,研究广泛的钛基MIL材料仅由一种脆性金属间化合物层构成,这种结构不仅不利于阻止裂纹的扩展,同时金属间化合物/金属层之间较大的力学性能差异将导致界面处产生应力集中。
因此,为了充分发挥MIL材料的界面效应,进一步韧化MIL材料的化合物层,本论文针对具有多层金属间化合物结构的铝/铁和铝/镍反应体系,利用不同的铁基、镍基合金箔材制备MIL材料,通过扫描电镜、X射线衍射仪、电子背散射衍射、硬度仪等分析手段,研究了合金化及高温退火对铁基、镍基MIL材料中化合物层相组成、生长动力学、扩散织构以及界面性能的影响。论文得出如下主要结论：1.在A1与430-SS的固/固反应中形成了以硬脆性Fe2A15相为主的金属间化合物层；半固态反应获得的化合物层主要为具有共晶结构的两相层和含有富Cr相的均匀层构成的多层结构；在液态反应中,由于化合物层中的Fe、Cr元素不断溶入液态A1中,导致粗大的Fe4Al-3和A12Cr13初生相在Al层中形成,割裂了430-SS基MIL材料组织的连续件。

结果表明,半固态反应工艺是制备铁基MIL材料的优化工艺。2.以纯铁、430-SS(Fe-Cr)和304-SS(Fe-Cr-Ni)为基的铁基MIL材料不仅具有原材料成本低的优势,同时兼具多层金属间化合物结构的特点。从Al/Fe,Al/430-SS到Al/304-SS反应,随着Cr、Ni元素逐步参与反应,不仅在均匀层中生成含Cr、Ni元素的第二相,而且促使韧性较好的两相层在化合物层中所占的厚度比从430-SS中的约20%提升到304-SS中的约40%。
合金化导致A1/Fe反应中由于快速扩散形成的<001>方向扩散织构在Al/430-SS和A1/304-SS反应中逐渐减弱。计算获得的Al/Fe、Al/430-SS和Al/304-SS反应的扩散激活能分别为150kJ/mol、200kJ/mol和220kJ/mol。3.高温退火过程中在430-SS基MIL材料金属／金属间化合物层界面处形成了韧性的B2结构层以及Al浓度渐变的扩散固溶区域。这些显微组织转变降低了半固态反应中从硬脆金属间化合物层到韧性金属层间的硬度突变,减小铁基MIL材料在变形过程中出现分层失效的几率。
利用扩散方程建立了浓度依赖条件下化合物成分与反应时间的动力学模型,使用有限差分法获得了该方程的等效数值解。并证明了计算结果在预测高温退火过程中化合物层厚度和浓度方面的可靠性。4.在以纯Ni、Invar(Ni-Fe)和Inconel(Ni-Fe-Cr)为基的镍基MIL材料中,形成的金属间化合物层都具有多层结构。铁、铬等元素的合金化导致镍基MIL材料的化合物层从纯镍的Al3Ni、Al3Ni2单相层转变为Invar及Inconel中具有共晶结构的两相共存层和组织均一细小的均匀层。
显微硬度测试结果表明,两相层具有良好的韧性,与镍基MIL材料多层结构特点相结合,能够有效的抑制脆性裂纹在镍基MIL材料中的生成和扩展。镍基MIL材料中的多层结构呈现出“混合动力学生长机制”,其中两相层的生长受界面反应控制,而均匀层的生长受体扩散控制。5.提出并证明了溶解度判定模型可以快速准确地预测三元及三元以上反应体系下铁基和镍基MIL材料中两相区的相组成。计算了不同铁基及镍基反应体系中金属箔材的生成率R；建立了初始箔材厚度和终化合物层厚度间的函数关系：y=F(x,ρi,Wi)=并通过相应的实验验证了计算结果在当前反应体系中的可靠性。
通过化学成分-硬度关系确定了Al-Fe-Cr三元体系的硬度相图,并利用该相图与扩散路径曲线结合,提出了基于材料设计-制备工艺-显微组织-显微硬度思想的铁基MIL材料组织性能优化及预测的方法。高参数耐磨球阀是现代煤化工高压、高温工况条件下重要的零部件,而其密封面要求的高硬度等使用性能直接影响阀门的服役寿命。一直以来,由于硬度与工艺实现存在矛盾,耐磨面硬度越高,工艺实现越困难,为此在以往的工程应用基础上开发一种高硬度材料,采用激光工艺熔覆球面实现耐磨熔覆层硬度达62HRC以上结果。
总体可以提高煤化工装置的使用周期,提高装置工作效率,降低成本。本文开发出一种复合粉末材料。以Ni60合金粉末为基础,添加45%WC及其它元素,实现合金的固溶强化、第二相强化、晶界强化,WC颗粒硬质项的结晶原理,适量添加了Si、B和Y2O3等纳米物质作为强化元素。结合相计算原理,对粉末配方进行微调元素含量,运用理论控制有害相的生成。使用激光熔覆工艺进行表面熔覆,并对激光熔覆层组织进行显微分析和力学性能、硬度及结合强度等试验与分析,终确定了粉末优成分配方为Ni60+45%WC复合粉末。