1.钴基合金材料的用途,稀缺吗,重要吗

2.金属钴的用途

3.镍基高温合金当前国内外的发展状况如何?

4.高温合金钢都有哪几种牌号。谢谢

钴基合金材料的用途,稀缺吗,重要吗

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钴是小金属,是一种非常稀缺的,有“工业味精” 之称,是重要的战略之一。世界钴储量约为710 万吨。主要集中在刚果(金)、澳大利亚、古巴,三国储量约占世界钴总储量的83.1%,其中刚果(金)占世界储量的47.9%。其余的少量分布在赞比亚、俄罗斯、加拿大等。钴是中国严重短缺的九种矿产之一。中国钴矿不多,主要伴生在铜、镍、铁矿中,独立成矿的钴矿物仅占全国保有储量的4.70%。中国已探明钴金属储量仅47万吨。

电池材料是钴的最主要消费材料,占钴总消费的60%左右。锂离子电池的主要构成材料包括电解液、隔离材料、正负极材料等。钴是锂电池最常见的金属材料之一。锂电池主要用于手机领域、笔记本领域、电动自行车和新能源汽车领域。未来新能源汽车将成为带动锂电池需求的主要增长点。钴的另一个主要用途在生产耐高温、耐热、耐腐的硬质合金。硬质合金是由硬质(钨、钛)颗粒和韧性较好的材料(钴、镍)挤压粘结而成的。硬质合金广泛用作刀具材料,如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等,用于切削铸铁、有色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材,也可以用来切削耐热钢、不锈钢、高锰钢、工具钢等难加工的材料。硬质合金还可用来制作凿岩工具、掘工具、钻探工具、测量量具、耐磨零件、金属磨具、汽缸衬里、精密轴承、喷嘴等。高温合金是金属钴的另一个消费领域之一,2011年高温合金占全球钴消费接近20%而中国仅有4%。未来在中国的消费比例也会越来越大。高温合金(又叫超级合金)是在600-1200℃高温下能承受一定应力并具有抗氧化或抗腐蚀能力的合金。高温合金的消费中,航空航天、能源推进、工业、汽车行业和其他领域分别占比64%、24%、5%、3%、2%和2%。航空航天发动机是高温合金行业在航空航天领域最主要的消费部分。磁性材料是金属钴的又一用途。磁性材料在电子工业和其他高科技领域起着非常重要的作用。钴可以作为高档的玻璃和陶瓷的色彩染料。作为国内传统的钴的消费领域,钴在玻陶行业的使用量一直比较平稳。钴还广泛用于石油冶炼中的各种加氢催化剂。钴基催化剂比如醋酸钴在合成催化剂中具有重要地位。

钴用途多样且广泛决定了钴的消费需求整体呈现一定刚性,不随强周期行业的景气度波动。钴的工业消费方面,未来新能源汽车将成为带动锂电池需求的新增长点,传统的笔记本电脑、便携式电器、手机等市场也将进一步发展。航空航天业的发展将带动钴在高温合金行业的需求增加,高温合金行业是未来带动钴的工业需求之一。

金属钴的用途

金属钴主要用于制取合金。钴基合金是钴和铬、钨、铁、镍组中的一种或几种制成的合金的总称。含有一定量钴的刀具钢可以显著地提高钢的耐磨性和切削性能。含钴50%以上的司太立特硬质合金即使加热到1000℃也不会失去其原有的硬度,如今这种硬质合金已成为含金切削工具和铝间用的最重要材料。在这种材料中,钴将合金组成中其它金属碳化物晶粒结合在一起,使合金具更高的韧性,并减少对冲击的敏感性能,这种合金熔焊在零件表面,可使零件的寿命提高3-7倍。航空航天技术中应用最广泛的合金是镍基合金,也可以使用钴基合金,但两种合金的“强度机制”不同。含钛和铝的镍基合金强度高是因为形成组成为NiAl(Ti)的相强化剂,当运行温度高时,相强化剂颗粒就转入固溶体,这时合金很快失去强度。钴基合金的耐热性是因为形成了难熔的碳化物,这些碳化物不易转为固体溶体,扩散活动性小,在温度在1038℃以上时,钴基合金的优越性就显示无遗。这对于制造 高效率的高温发动机,钴基合金就恰到好处。在航空涡轮机的结构材料使用含20%-27%铬的钴基合金,可以不要保护覆层就能使材料达高抗氧化性。核反应堆供热汞作使热介质的涡轮发电机可以不检修而连续运转一年以上。据报道美国试验用的发电机的锅炉就是用钴合金制造的。钴是磁化一次就能保持磁性的少数金属之一。在热作用下,失去磁性的温度叫居里点,铁的居里点为769℃,镍为358℃,钴可达1150℃。含有60%钴的磁性钢比一般磁性钢的矫顽磁力提高2.5倍。在振动下,一般磁性钢失去差不多1/3的磁性,而钴钢仅失去2%-3.5%的磁性。因而钴在磁性材料上的优势就很明显。钴金属在电镀、玻璃、染色、医药医疗等方面也有广泛应用。用碳酸锂与氧化钴制成的钴酸锂是现代应用最普遍的高能电池正极材料。钴还可能用来制造核武器,一种理论上的或氢弹,装于钴壳内,爆炸后可使钴变成致命的放射性尘埃。

镍基高温合金当前国内外的发展状况如何?

一、概述

Inconel 601是Ni-Cr固溶体镍基合金,它有较好的高温性能和抗氧化性能,在航宇和工业方面有很多用途,是引人注意的合金之一。

品种

各种品种的材料和各种尺寸的焊条。

热处理制度

固溶处理:1150℃,1—2小时,水淬或快速空冷。合金经20%冷加工后,在885℃,加热30分钟可发生再结晶。

化学成分

表1 化学成分,%

物理化学性能

1.比重:8.05g/cm3

2.熔化温度:1300—1368℃

3.导热率(表2)

表2 合金的导热率

7.抗氧化和抗腐蚀性能

合金具有良好的高温抗氧化性能,室温-1095℃的循环氧化(1095℃加热15分钟,室温冷却5分钟)试验证明,合金的氧化轻微,失重很少而且不起皮,甚至超过抗氧化性能突出的Inconel 702合金。

机械性能

1.室温机械性能

拉伸性能

表6 典型的室温拉伸性能

冲击性能

夏比值(V型缺口)17.公斤·米。

2.持久性能

表7 持久性能

工艺

合金容易进行冷加工和热加工。工艺和奥氏体不锈钢相似。开锻温度为1205℃,终锻温度重锻时为980℃,轻锻时为870℃。合金的焊接性能良好,可用惰性气体金属极焊和惰性气体钨极焊,以本合金或成分相似的合金作填料,填充金属应能保证焊缝与基体有相同的抗氧化性能。合金在加热或冷却过程中,如果缓慢通过540—760℃范围内,容易析出碳化物,对合金的性能不利。为了避免碳化物的析出,固溶处理后必须快速冷却。

用途

用作宇航结构材料,喷气发动机部件,热电偶保护管,马弗炉,燃烧器隔板,热处理吊篮和夹具,辐射炉管等。

高温合金钢都有哪几种牌号。谢谢

GH738

中国牌号:GH738镍基高温合金

美国牌号:Waspaloy

法国牌号:NC20K14

一、GH738镍基高温合金概述:

GH738是以γ′相沉淀硬化的镍基高温合金,具有良好的耐燃气腐蚀能力、较高的屈服强度和疲劳性能,工艺塑性良好,组织稳定。广泛用于航空发动机转动部件,使用温度不高于815℃。可以生产冷轧和热轧板材、管材、带材、丝材和锻件、铸件、紧固件。

1、GH738材料牌号:GH738

2、GH738相近牌号:Waspaloy(美国),NC20K14(法国)

3、GH738材料的技术标准:

4、GH738化学成分:?见表1-1。

注:微量杂质为ω(Pb)≤0.001%、ω(As)≤0.0025%、ω(Sn)≤0.0012%、ω(Sb)≤0.0025%、ω(Bi)≤0.0001%。?

5、GH738热处理制度:1080℃±10℃,4h,空冷+840℃,24h,空冷+760℃,16h,空冷。

6、GH738品种规格和供应状态:可生产棒材、型材、锻坯、环形件、厚板、薄板、带材、管材、丝材、砂型铸件、精密铸件和紧固件等,通常不经热处理交货,板材固溶处理后交货。

7、GH738熔炼和铸造工艺:?用真空感应熔炼加真空电弧重熔工艺。

8、GH738应用概况与特殊要求:?该合金在国外广泛用于航空发动机和燃气轮机,主要用作涡轮叶片及涡轮盘等转动件,有成熟的使用经验。由于该合金含钴较高,在国内较少用。

二、GH738物理及化学性能:

1、GH738热性能:

(1)、GH738熔化温度范围:1330~1360℃。

(2)、GH738热导率:见表2-1。

2、GH738密度:ρ=8.22g/cm3。

3、GH738电性能:?

4、GH738磁性能:合金无磁性。?

5、GH738化学性能:

(1)、GH738抗氧化性能:合金在空气介质中试验100h后的氧化速率见表2-4。

(2)、GH738耐腐蚀性能:合金抗盐雾腐蚀能力良好。

四、GH738组织结构:

1、GH738相变温度:合金中γ′相的溶解温度为980~1050℃,开始从基体中析出温度为630℃,析出峰值温度为800℃。合金中M23C6碳化物相的开始析出温度为700℃,完全溶解温度为1020℃。

2、GH738时间-温度-组织转变曲线:

3、GH738合金组织结构:

经标准热处理后,除奥氏体基体外,该合金经650℃和730℃长期时效至3000h,γ′相的数量变化不明显,分别约有3%和1%左右的补充析出,γ′相大小分别从146nm长大至196nm和177nm。碳化物MC向M23C6转化,碳化物总量略有增加,从时效前占基体总量的0.5%增加到0.76%和0.78%。在长期时效过程中无新相析出,组织稳定。

五、GH738工艺性能与要求:

1、GH738成型性能:

(1)、GH738合金塑性图见图5-1。

(2)、GH738合金的再结晶图见图5-2。

(3)、GH738该合金热加工塑性良好,是比较好成形的镍基高温合金。锻造开坯加热温度1150~1170℃,适宜的热加工温度为1040~1170℃,终锻温度不低于1000℃。涡轮叶片锻造温度通常用1070~1110℃范围,模锻最小变形量应大于25%。应避免在高温(1180℃)下小变形量(约10%)热加工,此时可能在晶界上形成连续的MC型碳化物薄膜,导致缺口敏感。在较低温度下(980~1080℃)热变形,晶界上很少形成MC碳化物薄膜,只有不连续的M23C6型碳化物,热处理后可获得均匀的4~5级晶粒度,综合性能良好。

2、GH738零件热处理工艺:?零件热处理时应注意防止零件表面元素贫化,加热应均匀。

3、GH738表面处理工艺:?该合金用做涡轮叶片和涡轮盘等转动件时,为了提高疲劳性能,进行氩气保护消除应力退火,以及喷丸处理。为提高涡轮叶片耐燃气腐蚀及热疲劳性能,可进行扩散渗铝处理。

六、GH738品种规格与供应状态:

1、品种分类:特种合金可生产各种规格的GH738无缝管、GH738钢板、GH738圆钢、GH738锻件、GH738法兰、GH738圆环、GH738焊管、GH738钢带、GH738丝材及GH738配套焊材。

2、交货状态:无缝管:固溶+酸白,长度可定尺;板材:固溶、酸洗、切边;焊管:固溶酸白+RT%探伤,锻件:退火+车光;棒材以锻轧状态、表面磨光或车光;带材经冷轧、固溶软态、去氧化皮交货;丝材以固溶酸洗盘状或直条状、固溶直条细磨光状态交货。